STL算法

STL算法

STL提供了大概80種算法，可以分爲4類：

1.非修改性算法：這類算法不改變容器中的內容，只是從容器獲取信息。

2.修改性算法：這類算法通過插入、刪除、重排等操作改變容器包含的元素，以及修改元素的值。

3.數值算法：數值算法提供了4種數值操作，用具計算累計、臨差、部分和、內積。

4.堆算法：堆算法提供了4種操作，用於創建堆、從堆中刪除元素、向堆中插入元素、排序堆。

數值算法包含在<numeric>頭文件中，所有其他算法都包含在<algorithm>頭文件中。

所有算法都是通過迭代器對容器進行操作。容器vector、deque支持隨機訪問迭代器，list、set、multiset、map、multimap支持雙向迭

代器。很多算法都是對由兩個迭代器限定的一個元素序列進行操作，第一個迭代器指出序列的第一個元素，第二個迭代器指出序列最

後一個元素之後的位置。

函數copy：

函數copy用於將一個容器中的元素序列複製到另一個容器。函數原型：

template<typename InputIterator, typename OutputIterator>

OutputIterator copy(InputIterator beg, InputIterator end, OutputIterator targetPosition)

函數將源容器beg....end - 1間的元素複製到目標容器targetPosition起始的位置，其中beg和end是源容器中的迭代器，targetPosition

是目標容器中的迭代器，函數返回的是指向複製的最後一個元素之後的迭代器。

我們可以將元素從數組複製到容器，也可以將元素從容器複製到數組和輸出流。

一個使用copy的例子：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <list>
#include <iterator>
using namespace std;

int main()
{
	int values[] = {1, 2, 3, 4, 5, 4, 3};
	vector<int> intVector(values, values + 6);
	list<int> intList(values, values + 6);
	copy(values, values + 4, intVector.begin());
	copy(values + 3, values + 5, intList.begin());
	cout<<"inVector:";
	for(int i = 0; i < intVector.size(); i++)
	{
		cout<<intVector[i]<<" ";
	}
	cout<<"\nintList:";
	for(list<int>::iterator p = intList.begin(); p != intList.end(); p++)
	{
		cout<<*p<<" ";
	}
	cout<<endl;

	ostream_iterator<int> output(cout, "--");	//輸出迭代器
	cout<<"use ostream_iterator:";
	//將容器中的元素複製到輸出迭代器中
	copy(intVector.begin(), intVector.begin() + intVector.size() - 1, output);
	*output = 99;
	*output;
	return 0 ;
}

函數fill和fill_n

函數fill用於將指定值填入容器beg至end-1之間的元素中，語法如下：

template <typename ForwardIterator, typename T>

void fill(ForwardIterator beg, ForwardIterator end, const T & value)

函數fill_n用於將指定值填入容器beg至beg + n - 1之間的元素中，語法如下：

template <typename ForwardIterator, typename size, typename T>

void fill_n(ForwardIterator beg, size n, const T & value)

還是看例子吧：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <list>
#include <iterator>
using namespace std;

int main()
{
	int values[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
	list<int> intList(values, values + 6);
	ostream_iterator<int> output(cout, " ");
	cout<<"intList:";
	copy(intList.begin(), intList.end(), output);

	fill_n(intList.begin(), 2, 66);
	cout<<"\nuse fill_n():";
	copy(intList.begin(), intList.end(), output);
	fill(values + 3, values + 4, 88);
	cout<<"\nuse fill():";
	copy(values, values + 6, output);
	return 0;
}

函數generate和generate_n

函數generate和generate_n用某個函數返回的值填寫容器中的元素序列。語法如下：

template <typename ForwardIterator, typename function>

void generate(ForwardIterator beg, ForwardIterator end, function gen)

template <typename ForwardIterator, typename size, typename function>

void generate_n(ForwardIterator beg, size n, function gen)

例子：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <list>
#include <iterator>
using namespace std;

int nextnum()
{
	static int n = 20;
	return n++;
}

int main()
{
	int values[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
	list<int> intList(values, values + 6);
	ostream_iterator<int> output(cout, " ");
	cout<<"intList:";
	copy(intList.begin(), intList.end(), output);

	generate_n(intList.begin(), 3, nextnum);
	cout<<"\nuse generate_n():";
	copy(intList.begin(), intList.end(), output);
	generate(values + 1, values + 3, nextnum);
	cout<<"\nuse generate():";
	copy(values, values + 6, output);
	return 0;
}

函數remove、remove_if、 remove_copy、remove_copy_if

函數remove刪除元素序列中與給定值value匹配的元素，語法如下：

template <typename ForwardIterator, typename T>

ForwardIterator remove(ForwardIterator beg, ForwardIterator end, const T & value)

函數remove_if刪除元素序列中所有使函數boolFunction(element)爲真的元素，語法如下：

template <typename ForwardIterator, typename boolFunction>

ForwardIterator remove_if(ForwardIterator beg, ForwardIterator end, boolFunction f)

函數remove和remove_if都返回一個指向新元素區域尾元素之後位置的迭代器。

函數remove_copy將序列中所有元素複製到目標容器中，略過其中與給定值匹配的元素。

函數remove_copy_if將序列中所有元素複製到目標容器，略過其中一些元素，這些元素使得函數boolFunction(element)爲真。

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <list>
#include <iterator>
using namespace std;

bool greater3(int value)
{
	return value > 3;
}

int main()
{
	int values[] = {1, 2, 3, 4, 3, 6, 3, 2, 3};
	list<int> intList(values, values + 6);
	ostream_iterator<int> output(cout, " ");
	cout<<"intList:";
	copy(intList.begin(), intList.end(), output);

	remove(values, values + 6, 3);
	cout<<"\nuse remove():";
	copy(values, values + 6, output);

	remove_if(intList.begin(), intList.end(), greater3);
	cout<<"\nuse remove)_if():";
	copy(intList.begin(), intList.end(), output);
	
	return 0;
}

函數replace、replace_if、replace_copy、replace_copy_if

函數replace將序列中所有與給定值相等的元素替換爲新值，語法如下：

template<class ForwardIterator, class Type>

void replace(ForwardIterator _First, ForwardIterator _Last, const Type& _OldVal, const Type& _NewVal );

函數replace_if將序列中所有滿足boolFunction(element)爲真的元素替換爲新值。

函數replace_copy將序列中所有與給定值相等的元素替換爲新值，將結果複製到目標容器。

函數replace_copy_if將序列中所有boolFunction(element)爲真的元素替換爲新值，將結果複製到目標容器

函數find、find_if、find_end、find_first_of

函數find搜索一個元素，語法如下：

template<class InputIterator, class Type>

InputIterator find( InputIterator _First, InputIterator _Last, const Type& _Val );

函數find_if搜索滿足boolFunction(element)爲真的元素

如果搜索成功，find和find_if都返回指向第一個匹配的元素的迭代器。

函數find_end用於搜索一個子序列：

函數find_first_of搜索一個序列中某個元素在第二個序列中第一次出現的位置。

函數search和search_n

search和find_end類似，都是搜索一個子序列，find_end搜索最後匹配子序列，而search搜索第一個匹配的位置。如果搜索成功，兩

個函數都返回第一個匹配子序列的位置。

search_n搜索序列中一個值連續出現的情況。

函數sort和binary_search

函數sort需要使用隨機訪問迭代器，它可以用來排序數組、向量或雙端隊列。有兩個版本：

template<class RandomAccessIterator>
   void sort(
      RandomAccessIterator first, 
      RandomAccessIterator last
   );
template<class RandomAccessIterator, class Predicate>
   void sort(
      RandomAccessIterator first, 
      RandomAccessIterator last, 
      Predicate comp
   );

函數binary_search在一個有序序列中搜索一個值。也有兩個版本：

template<class ForwardIterator, class Type>
   bool binary_search(
      ForwardIterator _First, 
      ForwardIterator _Last,
      const Type& _Val
   );
template<class ForwardIterator, class Type, class BinaryPredicate>
   bool binary_search(
      ForwardIterator _First, 
      ForwardIterator _Last,
      const Type& _Val, 
      BinaryPredicate _Comp
   );

注意要點：有些STL算法允許傳遞運算符函數，實際上是向STL函數傳遞了一個指向函數對象的指針。

函數對象有三種類型：關係、邏輯、算術。

sort和binary_search算法需要傳遞關係運算符。

一個例子：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <list>
#include <iterator>
using namespace std;

int main()
{
	int values[] = {1, 2, 3, 4, 3, 6, 3, 2, 3};
	list<int> intList(values, values + 9);
	ostream_iterator<int> output(cout, " ");
	cout<<"intList:";
	copy(intList.begin(), intList.end(), output);

	sort(values, values + 9);	//默認是升序
	cout<<"\nvalues[]:";
	copy(values, values + 9, output);

	cout<<(binary_search(values, values + 9, 4)? "\n 4 is in values[]\n":"\ns is no in values[]\n");

	sort(values, values + 9, greater<int>());	//用降序排列
	cout<<"\n use greater<int>() values[]:";
	copy(values, values + 9, output);

	return 0;
}

函數reverse和reverse_copy

函數reverse將序列中元素反轉，函數reverse_copy將序列中元素逆序複製到另一個序列中，函數reverse_copy不會改變源序列內容

函數原型：

template<class BidirectionalIterator>
   void reverse(
      BidirectionalIterator _First, 
      BidirectionalIterator _Last
   );

template<class BidirectionalIterator, class OutputIterator>
   OutputIterator reverse_copy(
      BidirectionalIterator _First, 
      BidirectionalIterator _Last, 
      OutputIterator _Result
   );

函數rotate和rotate_copy

函數rotate將一個序列中的元素旋轉：語法如下：

template<class ForwardIterator>
   void rotate(
      ForwardIterator _First, 
      ForwardIterator _Middle, 
      ForwardIterator _Last
   );

函數rotate_copy類似rotate，但不是旋轉源序列，而是將結果複製到目標序列，

template<class ForwardIterator, class OutputIterator>
   OutputIterator rotate_copy(
      ForwardIterator _First, 
      ForwardIterator _Middle,
      ForwardIterator _Last, 
      OutputIterator _Result
   );

函數adjacent_find、merge、inplace_merge

adjacent_find搜索序列中第一對相等(或滿足boolFunction(element))的相鄰元素。

merge將兩個有序序列合併爲一個新序列

inplace_merge將序列的第一部分和第二部分合並，假定兩部分都已是有序的子序列。結果保存在原序列中，也稱爲原址合併(inplace merge)

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <list>
#include <iterator>
using namespace std;

int main()
{
	int values[] = {1, 8, 3, 2, 5, 1, 7, 6};
	list<int> intList(8);
	ostream_iterator<int> output(cout, " ");
	cout<<"values:";
	copy(values, values + 8, output);

	sort(values, values + 3);
	sort(values + 3, values + 8);
	cout<<"\nafter sort:";
	copy(values, values + 8, output);

	//將兩個有序序列合併爲一個新序列
	merge(values, values + 3, values + 3, values + 8, intList.begin());
	cout<<"\nmerge,intList:";
	copy(intList.begin(), intList.end(), output);

	//原址合併
	inplace_merge(values, values + 3, values + 8);
	cout<<"\ninplace merge, values:";
	copy(values, values + 8, output);

	return 0;
}

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函數copy：

函數fill和fill_n

函數generate和generate_n

函數remove、remove_if、 remove_copy、remove_copy_if

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函數search和search_n

函數sort和binary_search

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函數rotate和rotate_copy

函數adjacent_find、merge、inplace_merge

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