【C++ STL】算法 <algorithm>中各种算法解析

一，巡防算法

        for_each(容器起始地址，容器结束地址，要执行的方法)

#include <iostream>#include <algorithm>#include <vector>using namespace std;template<class T>struct plus2{void operator()(T&x)const{x+=2;}};void printElem(int& elem){  cout << elem << endl;}int main(){int ia[]={0,1,2,3,4,5,6};for_each(ia,ia+7,printElem);//输出int ib[]={7,8,9,10,11,12,13};vector<int> iv(ib,ib+7);for_each(iv.begin(),iv.end(),plus2<int>());//更改元素for_each(iv.begin(),iv.end(),printElem);//输出return 0;}

二，find算法

   int *find(int *begin，int *end，int  value)

   前闭后合的区间 begin，end中，查找value如果查找到了就返回第一个符合条件的元素，否则返回end指针

#include <iostream>#include <algorithm>using namespace std;void printElem(int& elem){  cout << elem << endl;}int main(){int ia[]={0,1,2,3,4,5,6};int *i= find(ia,ia+7,9);//在整个数组中查找元素 9 int *j= find(ia,ia+7,3);//在整个数组中查找元素 3int *end=ia+7;//数组最后位置 if(i == end)    cout<<"没有找到元素 9"<<endl;    else    cout<<"找到元素9"<<endl;       if(j == end)    cout<<"没有找到元素 3"<<endl;    else    cout<<"找到元素"<<*j<<endl;return 0;}

三，数值算法

        包含在<numeric>头文件中

#include <iostream>#include <numeric>  //数值算法 #include <vector>#include <functional> #include <iterator> #include <math.h>  using namespace std;  int main() { int ia[]={1,2,3,4,5}; vector<int> iv(ia,ia+5);  cout<<accumulate(iv.begin(),iv.end(),0)<<endl; //累加  初值为0  cout<<accumulate(iv.begin(),iv.end(),0,minus<int>())<<endl; //累加 符号位负 cout<<inner_product(iv.begin(),iv.end(),iv.begin(),10)<<endl;//两个数组内积  初值为10 cout<<inner_product(iv.begin(),iv.end(),iv.begin(),10,minus<int>(),plus<int>())<<endl;//10-(1+1)-(2+2)    ostream_iterator<int> oite(cout," ");//迭代器绑定到cout上作为输出使用partial_sum(iv.begin(),iv.end(),oite);//依次输出前n个数的和 cout<<endl; partial_sum(iv.begin(),iv.end(),oite,minus<int>());//依次输出第一个数减去（除第一个数外到当前数的和）cout<<endl;     adjacent_difference(iv.begin(),iv.end(),oite); //输出相邻元素差值 前面-后面    cout<<endl;     adjacent_difference(iv.begin(),iv.end(),oite,plus<int>()); //输出相邻元素差值 前面+后面  。前面更改影响后面元素   cout<<endl;     cout<<pow(10,3)<<endl; // 平方/*  VC 不支持   只有安装了才SGI STL支持     int n=3;iota(iv.begin(),iv.end(),n);//在指定区间填入n  n+1 n+2for(int i=0;i<iv.size();++i)    cout<<iv[i]<<" ";         */  return 0; } 

四，基本算法

#include <iostream>#include <algorithm>#include <vector>using namespace std;template<typename T>struct display{void operator()(const T  &x)const{cout<<x<<" ";}};int main(){int ia[]={0,1,2,3,4,5,6,7,8};vector<int> iv1(ia,ia+5);vector<int> iv2(ia,ia+9);pair<vector<int>::iterator,vector<int>::iterator> pa;pa=mismatch(iv1.begin(),iv1.end(),iv2.begin());cout<<"两个数组不同点--第一个数组点:"<<*(pa.first)<<endl; //这样写很危险，应该判断是否到达end cout<<"两个数组不同点--第二个数组点:"<<*(pa.second)<<endl;//更改之后if(pa.first == iv1.end())cout<<"第一个数组与第二个数组匹配"<<endl; cout<<equal(iv1.begin(),iv1.end(),iv2.begin())<<endl;// 1 表示 相等，因为只比较跟 iv1长度大小的数组 cout<<equal(iv1.begin(),iv1.end(),&ia[3])<<endl;// 0 表示 不相等 cout<<equal(iv1.begin(),iv1.end(),&ia[3],less<int>())<<endl;// 1 表示 前者小于后者fill(iv1.begin(),iv1.end(),9);//将iv1区间内填满 9for_each(iv1.begin(),iv1.end(),display<int>());cout<<endl; fill_n(iv1.begin(),3,6);//从iv1区间开始填 3个6 for_each(iv1.begin(),iv1.end(),display<int>());cout<<endl;vector<int>::iterator ite1=iv1.begin();vector<int>::iterator ite2=ite1;advance(ite2,3);//向前跳3个iter_swap(ite1,ite2);//交换迭代器指向的元素for_each(iv1.begin(),iv1.end(),display<int>());     cout<<"\nmax:"<<max(*ite1,*ite2)<<endl;    cout<<"min:"<<min(*ite1,*ite2)<<endl;swap(*ite1,*ite2);    for_each(iv1.begin(),iv1.end(),display<int>());            cout<<endl;    string stra1[]={"a","b","c"};    string stra2[]={"d","e","f"};        cout<<lexicographical_compare(stra1,stra1+2,stra2,stra2+2)<<endl;//按照字典序 前者小于后者     cout<<lexicographical_compare(stra1,stra1+2,stra2,stra2+2,greater<string>())<<endl;//按照字典序 前者不大于后者    return 0;}

五，copy（）对不同容器复制；关于输出区间与输入区间重叠的讨论

#include <iostream>#include <algorithm>#include <deque>using namespace std;template<class T>struct display{void operator()(const T &x)const{cout<<x<<" ";}};int main(){//以下复制区间没有问题 int ia1[]={0,1,2,3,4,5,6,7,8};copy(ia1+2,ia1+7,ia1);//将下标2-6复制给 1-5for_each(ia1,ia1+9,display<int>()); //2,3,4,5,6,5,6,7,8cout<<endl; //输出区间的起点与输入区间重叠，可能会有问题。但本例copy采用memmove()执行实际复制操作 int ia2[]={0,1,2,3,4,5,6,7,8};copy(ia2+2,ia2+7,ia2+4);//将下标2-6复制给 4-8for_each(ia2,ia2+9,display<int>()); //0,1,2,3,2,3,4,5,6cout<<endl;//以下复制区间没有问题 int ia3[]={0,1,2,3,4,5,6,7,8};deque<int> id(ia3,ia3+9);deque<int>::iterator first=id.begin();deque<int>::iterator last=id.end();deque<int>::iterator result=id.begin();++++first;cout<<*first<<endl;----last;cout<<*last<<endl;cout<<*result<<endl;copy(first,last,result);for_each(id.begin(),id.end(),display<int>());//2,3,4,5,6,5,6,7,8cout<<endl;//以下复制区间存在问题，由于实际复制没有采用memove()，结果错误 int ia4[]={0,1,2,3,4,5,6,7,8};deque<int> ide(ia4,ia4+9);deque<int>::iterator first1=ide.begin();deque<int>::iterator last1=ide.end();deque<int>::iterator result1=ide.begin();advance(result1,4);//注意这里跟上面不一样 ++++first1;cout<<*first1<<endl;----last1;cout<<*last1<<endl;cout<<*result1<<endl;copy(first1,last1,result1);for_each(ide.begin(),ide.end(),display<int>());// 0,1,2,3,2,3,2,3,2不是预期的 0,1,2,3,2,3,4,5,6cout<<endl;return 0;} 

【注意】如果以vector 容器替代deque容器则每种情况都正确，因为vector迭代器其实是个源生指针，调用的copy()算法以mommove()执行实际复制。

                copy_backward(first，last，result);  //逆向复制，将迭代器first - last位置的元素逆向复制到 从result-1开始的逆向区间

补充：

        原型：void *memmove( void  * dest, const   void  * src, size_t  count );

　　用法：#include <string.h>或#include <memory.h>

　　功能：由src所指内存区域复制count个字节到dest所指内存区域。

　　说明：src和dest所指内存区域可以重叠，但复制后dest内容会被更改。函数返回指向dest的指针。采取先拷贝再复制的方式，有效解决了dest和src区域重叠问题

　　相关函数：memset、memcpy、strcpy 参考博文http://blog.csdn.net/tianshuai11/article/details/7624419

实例

　　

#include <stdio.h>#include <string.h>int main(){　 char s[]="Golden Global View";   memmove(s,s+7,strlen(s)+1-7);   printf("%s",s);　　  　 return 0;}

六，Set方法

#include <iostream>#include <set>#include <algorithm>#include <iterator>using namespace std;template <class T>struct display{void operator()(const T &x){cout<<x<<" ";}};int main(){int ia1[]={1,3,5,7,9,11};int ia2[]={1,1,2,3,5,8,13};multiset<int> s1(ia1,ia1+6);multiset<int> s2(ia2,ia2+7);for_each(s1.begin(),s1.end(),display<int>());cout<<endl;for_each(s2.begin(),s2.end(),display<int>());cout<<endl;multiset<int>::iterator first1 = s1.begin();multiset<int>::iterator last1 = s1.end();multiset<int>::iterator first2 = s2.begin();multiset<int>::iterator last2 = s2.end();cout<<"union of s1 and s2: ";//两个集合合并，相同元素个数取 max(m,n)。 set_union(first1,last1,first2,last2,ostream_iterator<int>(cout," "));cout<<endl;first1=s1.begin();first2=s2.begin();cout<<"Intersection of s1 and s2: ";//两个集合交集，相同元素个数取 min(m,n).set_intersection(first1,last1,first2,last2,ostream_iterator<int>(cout," ")); cout<<endl;first1=s1.begin();first2=s2.begin();cout<<"Intersection of s1 and s2: ";//两个集合差集 就是去掉S1中 的s2 set_difference(first1,last1,first2,last2,ostream_iterator<int>(cout," ")); cout<<endl; first1=s1.begin();first2=s2.begin();cout<<"Intersection of s1 and s2: ";//两个集合对称差集：就是取两个集合互相没有的元素 。两个排序区间，元素相等指针后移，不等输出小的并前进 //相同元素的个数 abs(m-n) set_symmetric_difference(first1,last1,first2,last2,ostream_iterator<int>(cout," ")); cout<<endl;return 0;}

 

 七，其他算法（运算逻辑相对单纯的算法）

#include <iostream>#include <algorithm>#include <vector>#include <functional>#include <vector> using namespace std;template <class T>struct display{void operator()(const T &x)const{cout<<x<<" "; } }; struct even{bool operator()(int x)const{return x%2?false:true; } };class even_by_two{private:static int _x; //注意静态变量 public:int operator()()const{return _x+=2; } };int even_by_two::_x=0; int main(){int ia[]={0,1,2,3,4,5,6,6,6,7,8};vector<int> iv(ia,ia+sizeof(ia)/sizeof(int));//找出iv之中相邻元素值相等的第一个元素 cout<<*adjacent_find(iv.begin(),iv.end())<<endl;  cout<<*adjacent_find(iv.begin(),iv.end(),equal_to<int>())<<endl; //仿函数cout<<count(iv.begin(),iv.end(),6)<<endl;//统计6的个数 cout<<count_if(iv.begin(),iv.end(),bind2nd(less<int>(),7))<<endl;//统计小于7的元素的个数 :9个cout<<*find(iv.begin(),iv.end(),4)<<endl; //返回元素为4的元素的下标位置cout<<*find_if(iv.begin(),iv.end(),bind2nd(greater<int>(),2))<<endl; //返回大于2的第一个元素的位置：3vector<int> iv2(ia+6,ia+8);//6 6for(int i=0;i<iv2.size();++i)  cout<<iv2[i]<<" ";       cout<<endl;     //返回iv序列中 iv2序列 出现的最后一个位置（再往后三个位置的值）：8 cout<<"find_end:"<<*(find_end(iv.begin(),iv.end(),iv2.begin(),iv2.end())+3)<<endl;  //返回iv序列中 iv2序列 出现的最后一个位置（再往后三个位置的值）：7cout<<"find_first_of:"<<*(find_first_of(iv.begin(),iv.end(),iv2.begin(),iv2.end())+3)<<endl;  for_each(iv.begin(),iv.end(),display<int>());  cout<<endl;  //遍历整个iv2区间并执行 even_by_two操作  generate(iv2.begin(),iv2.end(),even_by_two());     for_each(iv2.begin(),iv2.end(),display<int>());  cout<<endl;  //遍历区间（给出起点和长度），对每个遍历元素执行even_by_two操作  generate_n(iv.begin(),3,even_by_two());     for_each(iv.begin(),iv.end(),display<int>()); //由于_X是static 所以接着 增长  cout<<endl;  //删除元素6 尾端可能有残余数据  remove(iv.begin(),iv.end(),6);     for_each(iv.begin(),iv.end(),display<int>()); //由于_X是static 所以接着 增长  cout<<endl; //8 10 3 4 5 7 8 6 6 7 8 (最后四个是残留数据)        //去除value 然后将一个容器的元素复制到另一个 容器。仍然可能有残留元素   vector<int> iv3(12);//重新申请空间  remove_copy(iv.begin(),iv.end(),iv3.begin(),6);      for_each(iv3.begin(),iv3.end(),display<int>()); //由于_X是static 所以接着 增长       cout<<endl; //8 10 3 4 5 7 8 7 8 0 0 （最后两个是残留元素）     //将小于6的元素 "删除" iv 此时为 8 10 3 4 5 7 8 6 6 7 8   remove_if(iv.begin(),iv.end(),bind2nd(less<int>,6));      for_each(iv1.begin(),iv1.end(),display<int>()); //由于_X是static 所以接着 增长       cout<<endl; //8 10 7 8 6 6 7 8 6 7 8 (最后三个是残留元素)               //将小于7的元素 "删除"  iv3元素：8 10 3 4 5 7 8 7 8 0 0 （最后两个是残留元素）  remove_copy_if(iv.begin(),iv.end(),iv3.begin(),bind2nd(less<int>,7));      for_each(iv3.begin(),iv3.end(),display<int>()); //由于_X是static 所以接着 增长       cout<<endl; //8 10 7 8 7 8 7 8 8 0 0（最后三个残留元素）        return 0; } 

第二段算法示例：

#include <iostream>#include <algorithm>#include <vector>#include <functional>using namespace std;template <class T>struct display{void operator()(const T &x)const{cout<<x<<" "; } };  int main(){int ia[]={8,10,7,8,6,6,7,8,6,7,8};vector<int> iv(ia,ia+sizeof(ia)/sizeof(int));//将容器中6 替换为 3     replace(iv.begin(),iv.end(),6,3);    for_each(iv.begin(),iv.end(),display<int>()); //由于_X是static 所以接着 增长     cout<<endl; //iv:8 10 7 8 3 3 7 8 3 7 8 vector<int> iv2(12); //将容器中3 替换为 5 放入另一个容器     replace_copy(iv.begin(),iv.end(),iv2.begin(),3,5);    for_each(iv2.begin(),iv2.end(),display<int>()); //由于_X是static 所以接着 增长     cout<<endl; //iv2:8 10 7 8 5 5 7 8 5 7 8 0（最后y一个残留元素）       //将容器中小于 5 替换为 2     replace_if(iv.begin(),iv.end(),bind2nd(less<int>(),5),2);    for_each(iv.begin(),iv.end(),display<int>()); //由于_X是static 所以接着 增长     cout<<endl; //iv:8 10 7 8 2 5 7 8 2 7 8 //将容器中小于 5 替换为 2     replace_copy_if(iv.begin(),iv.end(),iv2.begin(),bind2nd(equal_to<int>(),8),9);    for_each(iv2.begin(),iv2.end(),display<int>()); //由于_X是static 所以接着 增长     cout<<endl; //iv2:9 10 7 8 2 5 7 9 2 7 8 0(最后一个残留元素)         //逆向重排每一个元素 (倒置)     reverse(iv.begin(),iv.end());     for_each(iv.begin(),iv.end(),display<int>());cout<<endl; //iv:8 7 2 8 7 5 2 8 7 10 8//逆向重排每一个元素 (倒置)     reverse_copy(iv.begin(),iv.end(),iv2.begin());     for_each(iv2.begin(),iv2.end(),display<int>());cout<<endl; //iv2:8 10 7 8 2 5 7 8 2 7 8 0 (最后一个残留元素)         // 互换元素  [bigin,middle)  [middle,end)     rotate(iv.begin(),iv.begin()+4,iv.end());    for_each(iv.begin(),iv.end(),display<int>());    cout<<endl;//iv:7 2 2 8 7 10 8 8 7 2 8           // 互换元素  [bigin,middle)  [middle,end)     rotate_copy(iv.begin(),iv.begin()+5,iv.end(),iv2.begin());    for_each(iv2.begin(),iv2.end(),display<int>());    cout<<endl;//iv2:10 8 8 7 2 8 7 2 2 8 7 0 (最后一个是残留元素) //在iv中查找 子序列 2 8 第一次出现的位置的元素 int ia2[3]={2,8};vector<int> iv3(ia2,ia2+2);cout<<*search(iv.begin(),iv.end(),iv3.begin(),iv3.end())<<endl; //2 //在iv中查找 2个8 出现的第一个位置的元素 cout<<*search_n(iv.begin(),iv.end(),2,8)<<endl; //8 //在iv中查找 3个小于8 出现的第一个位置的元素 cout<<*search_n(iv.begin(),iv.end(),3,8,less<int>())<<endl; //7swap_ranges(iv3.begin(),iv3.end(),iv.begin());cout<<"iv:";     for_each(iv.begin(),iv.end(),display<int>());//iv:2 8 2 8 7 10 8 8 7 2 8     cout<<endl;cout<<"iv3:";     for_each(iv3.begin(),iv3.end(),display<int>()); //iv3: 7 2     cout<<endl;      //全部减2     transform(iv.begin(),iv.end(),iv.begin(),bind2nd(minus<int>(),2));    for_each(iv.begin(),iv.end(),display<int>());//0 6 0 6 5 8 6 6 5 0 6     cout<<endl;          //两个区间元素相加然后放到 iv上     transform(iv.begin(),iv.end(),iv.begin(),iv.begin(),plus<int>());    for_each(iv.begin(),iv.end(),display<int>());    cout<<endl; //0 12 0 12 10 16 12 12 10 0 12    return 0; } 

第三段算法示例：

#include <iostream>#include <algorithm>#include <vector>#include <functional>using namespace std;template <class T>struct display{void operator()(const T &x)const{cout<<x<<" "; } }; struct even{bool operator()(int x)const{return x%2?false:true; } }; int main(){int ia[]={0,1,2,3,4,5,6,6,6,7,8};vector<int> iv(ia,ia+sizeof(ia)/sizeof(int));vector<int> iv2(ia+4,ia+8);//4 5 6 6vector<int> iv3(15);    cout<<*max_element(iv.begin(),iv.end())<<endl;cout<<*min_element(iv.begin(),iv.end())<<endl;     //判断iv2中元素是否都出现在 iv中 cout<<includes(iv.begin(),iv.end(),iv2.begin(),iv2.end())<<endl;  //iv 和iv2合并到iv3中 merge(iv.begin(),iv.end(),iv2.begin(),iv2.end(),iv3.begin()); for_each(iv3.begin(),iv3.end(),display<int>());cout<<endl; //符合条件的 放到前面，不符合条件的放到后面 partition(iv3.begin(),iv3.end(),even());    for_each(iv3.begin(),iv3.end(),display<int>());cout<<endl; //去除连续并且重复的元素 unique(iv.begin(),iv.end()); for_each(iv.begin(),iv.end(),display<int>());cout<<endl; //去除连续并且重复的元素 unique_copy(iv.begin(),iv.end(),iv3.begin()); for_each(iv3.begin(),iv3.end(),display<int>());cout<<endl;    return 0; } 

 

八，复杂算法示例（解释在源码中）

#include <iostream>#include <vector>#include <functional>#include <algorithm>using namespace std;struct even //是否是奇数 {bool operator()(int x)const{return x%2?false:true; } }; template<class T> struct display{void operator()(T &x)const{cout<<x<<" "; } }; int main(){int ia[] = {12,17,20,22,23,30,33,40};vector<int> iv(ia,ia+sizeof(ia)/sizeof(int));//返回可以插入的第一个位置 cout<<*lower_bound(iv.begin(),iv.end(),21)<<endl; //22 cout<<*upper_bound(iv.begin(),iv.end(),21)<<endl; //22 //返回可以插入的最后一个位置 cout<<*lower_bound(iv.begin(),iv.end(),22)<<endl; //22 cout<<*upper_bound(iv.begin(),iv.end(),22)<<endl; //23//二分查找某个元素，返回是否找到 cout<<binary_search(iv.begin(),iv.end(),33)<<endl; //1cout<<binary_search(iv.begin(),iv.end(),34)<<endl; //0  //生成下一个排列组合（字典序）     next_permutation(iv.begin(),iv.end()); for_each(iv.begin(),iv.end(),display<int>());cout<<endl;  prev_permutation(iv.begin(),iv.end()); for_each(iv.begin(),iv.end(),display<int>());cout<<endl; //打乱顺序 random_shuffle(iv.begin(),iv.end()); for_each(iv.begin(),iv.end(),display<int>());cout<<endl;//找出最小的4个元素 放在前四个 后面顺序不一定有序 partial_sort(iv.begin(),iv.begin()+4,iv.end()); for_each(iv.begin(),iv.end(),display<int>());cout<<endl;//排序（缺省为递增排序） sort(iv.begin(),iv.end());for_each(iv.begin(),iv.end(),display<int>());cout<<endl; //排序（设置为递减） sort(iv.begin(),iv.end(),greater<int>());for_each(iv.begin(),iv.end(),display<int>());cout<<endl;iv.push_back(22);iv.push_back(30);iv.push_back(17);//排序并保持原相对位置 stable_sort(iv.begin(),iv.end()); for_each(iv.begin(),iv.end(),display<int>());cout<<endl;//12 17 17 20 22 22 23 30 30 33 40 pair<vector<int>::iterator,vector<int>::iterator> pairIte;//返回等于22的一个小区间 pairIte = equal_range(iv.begin(),iv.end(),22);     cout<<*(pairIte.first)<<endl;//lowerbound 22 cout<<*(pairIte.second)<<endl; //upperbound 23//这里返回一个空区间     pairIte = equal_range(iv.begin(),iv.end(),25);     cout<<*(pairIte.first)<<endl;//lowerbound 30 cout<<*(pairIte.second)<<endl; //upperbound 30  //打乱顺序     random_shuffle(iv.begin(),iv.end());     for_each(iv.begin(),iv.end(),display<int>());cout<<endl;//将小于iv.begin+5的放到左边 nth_element(iv.begin(),iv.begin()+5,iv.end()); for_each(iv.begin(),iv.end(),display<int>());cout<<endl;//将小于iv.begin+5的放到右边 nth_element(iv.begin(),iv.begin()+5,iv.end(),greater<int>()); for_each(iv.begin(),iv.end(),display<int>());cout<<endl;//排序 stable_sort(iv.begin(),iv.end(),even());    for_each(iv.begin(),iv.end(),display<int>());cout<<endl;return 0; }