STL中与比较器有关的容器和算法

来源：互联网发布：人工智能产业链股票编辑：程序博客网时间：2024/04/28 16:21

一. set：包含了经过排序了的数据，这些数据的值(value)必须是唯一的。

头文件： #include<set>
定义：定义一个元素为整数的集合a，可以用 set<int> a;

基本操作：

对集合a中元素的有
插入元素：a.insert(1);
删除元素（如果存在）：a.erase(1);
判断元素是否属于集合：if (a.find(1) != a.end()) ...
返回集合元素的个数：a.size()
将集合清为空集：a.clear()
集合的并，交和差

set_union(a.begin(),a.end(),b.begin(),b.end(),insert_iterator<set<int> >(c,c.begin()));

set_intersection(a.begin(),a.end(),b.begin(),b.end(),insert_iterator<set<int> >(c,c.begin()));

set_difference(a.begin(),a.end(),b.begin(),b.end(),insert_iterator<set<int> >(c,c.begin()));

（注意在此前要将c清为空集）。

默认情况：输出的结果从小到大，即15, 25, 35, 55; 若要从大到小输出，则这样定义集合：set<Teacher, greater<Teacher>> teachers; 输出的结果为：55， 35， 25， 15。

注意以下几点：

对于内置类型如int, double, float, string等，比较器以及输入输出操作符是系统已经定义好的；对于class, struct等类型，比较器即输入输出操作符都需重新写；如struct Teacher里面定义了比较器及重载输出操作符；
set里面的元素有序且唯一，在默认的情况下，是按从小到大排序的；如果想让元素从大到小排序，则需要在定义集合时，模板参数中需加greater比较器，而且这里的参数是结构体本身，因此是greater<Teacher>，而不是对象greater<Teacher>()；但是在sort函数中的比较器，则是对象。

例子程序：

#include "stdafx.h"#include <set>#include <iostream>#include <cmath>using namespace std;struct Teacher{int score;Teacher(){}//构造函数，用参数来初始化结构变量Teacher(int score) : score(score) {} //大于比较器friend bool operator >(const Teacher &first, const Teacher &second) {return first.score > second.score;}//小于比较器friend bool operator <(const Teacher &first, const Teacher &second){return first.score < second.score;}//重载输出操作符，这样在输出Teacher对象时才不会出错friend ostream& operator<<(ostream& out, const Teacher& teacher){return out << teacher.score << " ";}};void main(){set<Teacher> teachers;teachers.insert(Teacher(25));teachers.insert(Teacher(15));teachers.insert(Teacher(55));teachers.insert(Teacher(35));//用copy函数进行输出，这里用到的参数cout, 若在struct Teacher中没有冲裁输出操作符，则会出错copy(teachers.begin(), teachers.end(), ostream_iterator<Teacher, char>(cout, " "));cout << endl;}

二. 输入输出重新定向

例子程序：

#include "stdafx.h"#include <iostream>#include <fstream>using namespace std;void OutputInfo(){cout << "I am Chen Shuangmin;/n";cout << "I want to say sorry to my husband./n";}void main(){(1) ofstream outfile("D://chen.txt");(2) streambuf *oldBuf = cout.rdbuf(outfile.rdbuf());(3) OutputInfo();(4) cout.rdbuf(oldBuf);(5) outfile.close();}

说明：若main中只有语句(3), 则直接执行OutputInfo()，并且将内容输入到屏幕上；
问题：若不想改变函数本身，如何将OutputInfo()中的语句输入到outfile这个文件中，即语句(1)所建的文件？
答：加上第(2)和(4)语句；

三. priority_queue: 优先队列

头文件： #include<queue>
模板原型：priority_queue<T,Sequence,Compare>

T:存放容器的元素类型
Sequence:实现优先级队列的底层容器，默认是vector<T>
Compare:用于实现优先级的比较函数，默认是functional中的less<T>

基本操作：

empty() 如果优先队列为空，则返回真
pop() 删除第一个元素
push() 加入一个元素
size() 返回优先队列中拥有的元素的个数
top() 返回优先队列中有最高优先级的元素

注意一下几点：

priority_queue放置元素时，不会判断元素是否重复。（因为在模板的第二个参数是顺序容器，不能保证元素的唯一性）
默认情况下(默认比较器是less),大的优先，即按顺序输出是从大到小的；
若要从小到大输出，则在定义优先队列对象时，模板参数上要加大于比较器；由于优先队列模板参数有三个，所以若加比较器作为参数，则第二个参数也不能省，一般就用默认的vector<>;
优先队列默认的情况是从大到小的顺序，而sort, binary_search 以及set 默认的都是从小到大排序的。

例子程序：

#include "stdafx.h"#include <iostream>#include <queue> //该头文件中自动包含有functional头文件，于是也就有了比较函数#include <vector>using namespace std; void main(){priority_queue<int> prior_queue; //默认为less比较器，大的优先//priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> prior_queue; // 加入大于比较器，这样输出的结果为：5， 10， 15， 25prior_queue.push(10);prior_queue.push(5);prior_queue.push(15);prior_queue.push(25);while (!prior_queue.empty()){cout << prior_queue.top() << " ";prior_queue.pop();}cout << endl;}

此代码输出结果为： 25, 15, 10, 5;

下面讲有关排序方面的4个算法：

一. sort

头文件： #include <algorithm>
例子程序：

注意：比较函数放在头文件<functional>中。

二. binary_search: 二分搜索法，要求容器是从小到大排序的，若从大到小排序了，它会找不到；它返回的是一个bool值，表示有没有找到

头文件： #include <algorithm>

例子程序：

#include "stdafx.h"#include <iostream>#include <vector>#include <algorithm>#include <cmath>#include <functional>using namespace std;void main(){vector<int> datas;for (int i = 0; i < 1000; ++i){datas.push_back(int(100 * sin((double)i)));}sort(datas.begin(), datas.end());//将datas从小到大排序bool temp = binary_search(datas.begin(), datas.end(), 0);//查找datas中有没有0元素，并且返回了1cout << temp << endl;}

若sort(datas.begin(), datas.end(), greater<int>());//将datas从大到小排序

bool temp = binary_search(datas.begin(), datas.end(), 0); //返回0，即没有找到，此种情况下，可以将迭代器反过来，即

bool temp = binary_search(datas.rbegin(), datas.rend(), 0); //这样就相当于又是对从小到大排序的数组进行操作了

三. unique: 保证数的唯一性，但是不能保证数的有序；返回一个迭代器，指向数据唯一的末端。

头文件： #include <algorithm>

例子程序：

#include "stdafx.h"#include <iostream>#include <vector>#include <algorithm>#include <cmath>#include <functional>using namespace std;void main(){vector<int> datas;for (int i = 0; i < 1000; ++i){datas.push_back(int(100 * sin((double)i)));}sort(datas.begin(), datas.end());//将数从小到大排列unique(datas.begin(), datas.end());//这样输出来的结果保证前面是唯一且有序的，但是后面仍然没有保证唯一copy(datas.begin(), datas.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));}

或者

void main(){vector<int> datas;for (int i = 0; i < 1000; ++i){datas.push_back(int(100 * sin((double)i)));}sort(datas.begin(), datas.end());//将数从小到大排列vector<int>::iterator end = unique(datas.begin(), datas.end());//记下数据唯一的结束位置，这样在[datas.begin(), end)之间的数从小到大，而且唯一；copy(datas.begin(), end, ostream_iterator<int>(cout, " ")); //输出[datas.begin(), end)之间的数}

四. unique_copy: 保证数的唯一性，并执行拷贝操作

用法看例子程序：

#include "stdafx.h"#include <iostream>#include <vector>#include <algorithm>#include <cmath>#include <functional>using namespace std;void main(){vector<int> datas;for (int i = 0; i < 1000; ++i){datas.push_back(int(100 * sin((double)i)));}sort(datas.begin(), datas.end());vector<int> afterUnique;afterUnique.resize(1000);// 需要先给vector赋予空间unique_copy(datas.begin(), datas.end(), afterUnique.begin());copy(afterUnique.begin(), afterUnique.end(), ostream_iterator<int, char>(cout, " "));cout << endl;}

注意： datas中有元素1000个，经过唯一化后，元素必然小于等于1000；所以当afterUnique空间赋予过大时，后面的元素将会用0补；

为避免这种情况，我们可以用插入迭代器，即边插入边分配空间。

void main(){vector<int> datas;for (int i = 0; i < 1000; ++i){datas.push_back(int(100 * sin((double)i)));}sort(datas.begin(), datas.end());vector<int> afterUnique;unique_copy(datas.begin(), datas.end(), back_inserter(afterUnique));//向后插入迭代器copy(afterUnique.begin(), afterUnique.end(), ostream_iterator<int, char>(cout, " "));//这样输出的数有序且唯一cout << endl;}

下面介绍几种插入迭代器：插入迭代器提供三个适配器函数，返回类型为insert_iterator类型

back_inserter() 它使用容器的push_back()插入操作，如 unique_copy( ivec.begin(), ivec.end(),back_inserter( afterUnique );//现在用 afterUnique.push_back()
插入front_inserter() 它使用容器的push_front()插入操作，但是注意vector 类不支持push_front()
inserter() 它调用容器的insert()插入操作代替赋值操作符inserter()要求两个实参