C++ STL常用算法之常用查找算法

常用查找算法

学习目标：

• 掌握常用的查找算法。

算法简介：

• find //查找元素

• find_if //按条件查找元素

• adjacent_find //查找相邻重复元素

• binary_search //二分查找法

• count //统计元素个数

• count_if //按条件统计元素个数

find

功能描述：

• 查找指定元素，找到返回指定元素的迭代器，找不到返回结束迭代器end()。

  内置数据类型查找

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>

void test01() {
    vector<int> v;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        v.push_back(i + 1);
    }

    // 查找容器中是否有5这个元素
    vector<int>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), 5);
    if (it == v.end()) {
        cout << "没有找到" << endl;
    } else {
        cout << "找到:" << *it << endl;
    }
}



int main(){
    test01();
    return 0;
}

自定义数据类型查找

对自定义数据类型查找时，由于find不知道用什么方式对自定义数据进行比较，需要重载运算符 ==，告诉函数的比较方法。

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>


class Person {
    public:
        Person(string name, int age)
        {
            this->m_Name = name;
            this->m_Age = age;
        }
        // 重载 == 运算符，告诉 find 函数 自定义数据类型的查找方式，find函数会在查找时调用
        bool operator==(const Person& p)
        {
            if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
            {
                return true;
            }
            return false;
        }
    
    public:
        string m_Name;
        int m_Age;
};
void test02() {
   vector<Person> v;
    
        // 创建数据
   Person p1("aaa", 10);
   Person p2("bbb", 20);
   Person p3("ccc", 30);
   Person p4("ddd", 40);
    
   v.push_back(p1);
   v.push_back(p2);
   v.push_back(p3);
   v.push_back(p4);
    
   vector<Person>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), p2);
   if (it == v.end()) {
        cout << "没有找到！" << endl;
    } else {
        cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄:" << it->m_Age << endl;
    }
}

int main(){
    test01();
}

find_if

功能描述：

• 按条件查找元素。

函数原型：

• find_if(iterator beg, iterator end, _Pred);

  • // 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器(第一个符合条件的迭代器)，找不到返回结束迭代器位置

  • beg 开始迭代器

  • end 结束迭代器

  • _Pred 函数或者谓词（返回bool类型的仿函数）

内置数据类型查找

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;
//内置数据类型
class GreaterFive
{
public:
    bool operator()(int val)
    {
        return val > 5;
    }
};
void test01() {
    vector<int> v;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        v.push_back(i + 1);
    }

    vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());
    if (it == v.end()) {
        cout << "没有找到!" << endl;
    } else {
        cout << "找到大于5的数字:" << *it << endl;
    }
}
int main(){
    test01();
    return 0;
}

结果如下：

自定义数据类型按条件查找：

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;
class Person {
    public:
        Person(string name, int age) {
            this->m_Name = name;
            this->m_Age = age;
        }
    
        bool operator==(const Person& p) {
            if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age) {
                return true;
            }
            return false;
        }
    
    public:
        string m_Name;
        int m_Age;
};
class Greater20 {
    public:
        bool operator()(Person& p) {
            return p.m_Age > 20;
        }
};
void test02() {
    vector<Person> v;

    // 创建数据
    Person p1("aaa", 10);
    Person p2("bbb", 20);
    Person p3("ccc", 30);
    Person p4("ddd", 40);

    v.push_back(p1);
    v.push_back(p2);
    v.push_back(p3);
    v.push_back(p4);

    vector<Person>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), Greater20());
    if (it == v.end()) {
        cout << "没有找到!" << endl;
    } else {
        cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄:" << it->m_Age << endl;
    }
}
int main(){
    test02();
    return 0;
}

 adjacent_find

功能描述：

• 查找相邻重复元素。

函数原型：

• adjacent_find(iterator beg, iterator end);

  • // 查找相邻重复元素，返回相邻元素的第一个位置的迭代器

  • beg 开始迭代器

  • end 结束迭代器

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>

using namespace std;

void test01() {
    vector<int> v;
    v.push_back(1);
    v.push_back(2);
    v.push_back(5);
    v.push_back(5);
    v.push_back(2);
    v.push_back(4);
    v.push_back(4);
    v.push_back(3);

    // 查找相邻重复元素
    vector<int>::iterator it = adjacent_find(v.begin(), v.end());
    if (it == v.end()) {
        cout << "找不到!" << endl;
    } else {
        cout << "找到相邻重复元素为:" << *it << endl;
    }
}
int main(){
    test01();
}

输出结果如下： 

 

binary_search

功能描述：

• 查找指定元素是否存在。

函数原型：

• bool binary_search(iterator beg, iterator end, value);

  • // 查找指定的元素，查到返回true，否则返回false

  • 注意：在无序序列中不可用

  • beg 开始迭代器

  • end 结束迭代器

  • value 查找的元素

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

void test01() {
    vector<int> v;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        v.push_back(i);
    }

    // 二分查找
    bool ret = binary_search(v.begin(), v.end(), 2);
    if (ret) {
        cout << "找到了" << endl;
    } else {
        cout << "未找到" << endl;
    }
}

int main() {
    test01();
    return 0;
}

count

功能描述：

• 统计元素个数。

函数原型：

• count(iterator beg, iterator end, value);

  • // 统计元素出现次数，返回 int 类型表示统计次数

  • beg 开始迭代器

  • end 结束迭代器

  • value 统计的元素

 内置数据类型统计：

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

// 内置数据类型
void test01() {
    vector<int> v;
    v.push_back(1);
    v.push_back(2);
    v.push_back(2);
    v.push_back(4);
    v.push_back(5);
    v.push_back(3);
    v.push_back(4);
    v.push_back(4);

    int num = count(v.begin(), v.end(), 4);
    cout << "4的个数为：" << num << endl;
}

int main() {
    test01();
    return 0;
}

自定义数据类型统计：

对于自定义类型的数据统计，需要在自定义类中重载 == ，来告诉 count 函数如何比较相同自定义类型

#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<vector>
using namespace std;
// 自定义数据类型
class Person {
public:
    Person(string name, int age) {
        this->m_Name = name;
        this->m_Age = age;
    }

    bool operator==(const Person& p) {
        if (this->m_Age == p.m_Age) {
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }

public:
    string m_Name;
    int m_Age;
};

void test02() {
    vector<Person> v;
    Person p1("刘备", 35);
    Person p2("关羽", 35);
    Person p3("张飞", 35);
    Person p4("赵云", 30);
    Person p5("曹操", 25);

    v.push_back(p1);
    v.push_back(p2);
    v.push_back(p3);
    v.push_back(p4);
    v.push_back(p5);

    Person p("诸葛亮", 35);

    int num = count(v.begin(), v.end(), p);
    cout << "num = " << num << endl;
}

int main() {
    // test01();
    test02();
    return 0;
}

count_if

功能描述：

• 按条件统计元素个数。

函数原型：

• count_if(iterator beg, iterator end, _Pred);

  • // 按条件统计元素出现次数

  • beg 开始迭代器

  • end 结束迭代器

  • _Pred 谓词

统计内置数据类型：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

// 定义一个仿函数，用于统计大于指定值的元素
class GreaterThan {
public:
    GreaterThan(int value) : value(value) {}
    bool operator()(int val) {
        return val > value;
    }
public:
    int value;
};

int main() {
    vector<int> v;
    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        v.push_back(i);
    }

    // 统计大于5的元素个数
    int count = count_if(v.begin(), v.end(), GreaterThan(5));
    cout << "大于5的元素个数为: " << count << endl;

    return 0;
}

统计自定义数据类型：

同样需要在自定义类中重载 == ，来告诉 count_if 函数如何比较相同自定义类型

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

// 自定义数据类型
class Person {
public:
    Person(string name, int age) {
        this->m_Name = name;
        this->m_Age = age;
    }

    bool operator==(const Person& p) {
        if (this->m_Age == p.m_Age) {
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }

public:
    string m_Name;
    int m_Age;
};

// 谓词：统计年龄大于20的Person
class Greater20 {
public:
    bool operator()(const Person& p) {
        return p.m_Age > 20;
    }
};

void test02() {
    vector<Person> v;
    Person p1("刘备", 35);
    Person p2("关羽", 35);
    Person p3("张飞", 35);
    Person p4("赵云", 30);
    Person p5("曹操", 25);

    v.push_back(p1);
    v.push_back(p2);
    v.push_back(p3);
    v.push_back(p4);
    v.push_back(p5);

    int num = count_if(v.begin(), v.end(), Greater20());
    cout << "年龄大于20的人数为：" << num << endl;
}

int main() {
    test02();
    return 0;
}