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C++编程：常见内置算法

news 来源：原创 2025/5/18 12:14:17

C++中算法主要是由头文件<algorithm><functional><numeric>组成。

<algorithm>是所有STL头文件中最大的一个算法头文件，范围涉及到比较、交换、查找、遍历操作、复制、修改等等。

<numeric>体积很小，只包括几个在序列上面进行简单数学运算的模板函数<functiona1>定义了一些模板类,用以声明函数对象。

1 遍历算法

1.1 for_each

函数原型:

for_each(iterator beg,iterator end,_func);
// 遍历算法遍历容器元素
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
//_func 函数或者函数对象

代码如下：

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

//_func普通函数
void print01(int val)
{
    cout<<val<<" ";
}

//_func仿函数
class print02
{
public:
    void operator()(int val)
    {
        cout<<val<<" ";
    }
};

//for_each
void test01()
{
    vector<int> v;
    for(int i=0;i<10;i++)
    {
        v.push_back(i);
    }
    for_each(v.begin(),v.end(),print01);//普通函数放函数名
    cout<<endl;
    for_each(v.begin(),v.end(),print02());//仿函数放函数对象
    cout<<endl;
}

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

输出如下：

1.2 transfom

功能：搬运容器中的内容到另一个容器中

函数原型：

transform(iterator beg1,iterator end1,iterator beg2,_func);
//beg1 源容器开始迭代器

//end1 源容器结束迭代器

//beg2 目标容器开始迭代器

// _func 函数或者函数对象

代码如下：

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

class Transform
{
public:
    int operator()(int v)
    {
        return v;
    }
};

class MyPrint 
{
public:
    void operator()(int val)
    {
        cout<<val<<' ';
    }
};

void test01()
{
    vector<int> v1;
    for(int i=0;i<10;i++)
    {
        v1.push_back(i);
    }

    vector<int> v2;
    v2.resize(v1.size());//目标容器需要提前开辟空间
    transform(v1.begin(),v1.end(),v2.begin(),Transform());
    for_each(v2.begin(),v2.end(),MyPrint());
    cout<<endl;
}

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

输出如下：

错误示例：目标容器未提前开辟空间

2 查找算法

2.1 find

功能：查找元素，找到返回指定元素的迭代器，找不到返回结束迭代器end()

函数原型：

find(iterator beg,iterator end, value);
// 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// value 查找的元素

代码如下：

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

//查找内置数据类型
void test01()
{
    vector<int> v;
    for(int i=0;i<10;i++)
    {
        v.push_back(i);
    }
    vector<int>::iterator it=find(v.begin(),v.end(),4);
    if(it==v.end())
    {
        cout<<"none"<<endl;
    }
    else
    {
        cout<<"find: "<<*it<<endl;
    }

    vector<int>::iterator it2=find(v.begin(),v.end(),44);
    if(it2==v.end())
    {
        cout<<"none"<<endl;
    }
    else
    {
        cout<<"find: "<<*it2<<endl;
    }
}

//查找自定义数据类型
class Person
{
public:
    Person(string name,int age)
    {
        this->m_Name=name;
        this->m_Age=age;
    }
    //重载==
    bool operator==(const Person &p)
    {
        if(this->m_Name==p.m_Name && this->m_Age==p.m_Age)
        {
            return true;
        }
        else
        {
            return false;
        }
    }

    string m_Name;
    int m_Age;
};
void test02()
{
    vector<Person> v;
    Person p1("aaa",22);
    Person p2("bbb",25);
    Person p3("ccc",14);
    Person p4("ddd",24);

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

    Person pp("ddd",24);

    vector<Person>::iterator it=find(v.begin(),v.end(),pp);
    if(it==v.end())
    {
        cout<<"none"<<endl;
    }
    else
    {
        cout<<"find name: "<<(*it).m_Name<<" age:"<<(*it).m_Age<<endl;
    }
}

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

输出如下：

2.2 find_if

功能：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，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)

代码如下：

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

//查找内置数据类型
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);
    }
    vector<int>::iterator it=find_if(v.begin(),v.end(),GreaterFive());
    if(it==v.end())
    {
        cout<<"none"<<endl;
    }
    else
    {
        cout<<"find: "<<*it<<endl;
    }
}

//查找自定义数据类型
class Person
{
public:
    Person(string name,int age)
    {
        this->m_Name=name;
        this->m_Age=age;
    }
    //重载==
    bool operator==(const Person &p)
    {
        if(this->m_Name==p.m_Name && this->m_Age==p.m_Age)
        {
            return true;
        }
        else
        {
            return false;
        }
    }

    string m_Name;
    int m_Age;
};
class Greater20
{
public:
    bool operator()(Person & p)
    {
        return p.m_Age>20;
    }
};
void test02()
{
    vector<Person> v;
    Person p1("aaa",22);
    Person p2("bbb",25);
    Person p3("ccc",14);
    Person p4("ddd",24);

    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<<"none"<<endl;
    }
    else
    {
        cout<<"find name: "<<(*it).m_Name<<" age:"<<(*it).m_Age<<endl;
    }
}

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

输出如下：

2.3 adjacent_find

功能：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

代码如下：

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

//查找内置数据类型

void test01()
{
    vector<int> v;
    v.push_back(2);
    v.push_back(3);
    v.push_back(4);
    v.push_back(2);
    v.push_back(1);
    v.push_back(7);
    v.push_back(5);

    vector<int>::iterator it=adjacent_find(v.begin(),v.end());
    if(it==v.end())
    {
        cout<<"none"<<endl;
    }
    else
    {
        cout<<"find: "<<*it<<endl;
    }

    vector<int> v2;
    v2.push_back(2);
    v2.push_back(3);
    v2.push_back(4);
    v2.push_back(4);
    v2.push_back(1);
    v2.push_back(7);
    v2.push_back(5);

    vector<int>::iterator it2=adjacent_find(v2.begin(),v2.end());
    if(it2==v2.end())
    {
        cout<<"none"<<endl;
    }
    else
    {
        cout<<"find: "<<*it2<<endl;
    }
}


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

输出如下：

2.4 binary_search

功能：二分查找法

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

代码如下：

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

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

    bool ret=binary_search(v.begin(),v.end(),4);
    if(ret)
    {
        cout<<"find it!"<<endl;
    }
    else
    {
        cout<<"none"<<endl;
    }

    v.push_back(7);//插入新元素后是一个无序序列,用binary_search查找结果不准确
    bool ret2=binary_search(v.begin(),v.end(),9);
    if(ret2)
    {
        cout<<"find it!"<<endl;
    }
    else
    {
        cout<<"none"<<endl;
    }
}

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

输出如下：

2.5 count

功能：统计元素个数

函数原型：
count(iterator beg,iterator end,value);
// 统计元素出现次数
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// value 统计的元素

代码如下：

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


//统计内置数据类型
void test01()
{
    vector<int> v;
    v.push_back(2);
    v.push_back(3);
    v.push_back(4);
    v.push_back(2);
    v.push_back(1);
    v.push_back(7);
    v.push_back(5);
    int num=count(v.begin(),v.end(),2);

    cout<<"number of 2: "<<num<<endl;

}

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;
        }
    }

    string m_Name;
    int m_Age;
};

//统计自定义数据类型（需要重载==）
void test02()
{
    vector<Person> v;
    Person p1("aaa",23);
    Person p2("bbb",34);
    Person p3("ccc",52);
    Person p4("ddd",14);

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

    Person p("addf",23);

    int num=count(v.begin(),v.end(),p);

    cout<<"number of same age as p: "<<num<<endl;


}

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

输出如下：

2.6 count_if

功能：按条件统计元素个数

函数原型:
count_if(iteratdr 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

代码如下：

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


//统计内置数据类型

class GreaterFive
{
public:
    bool operator()(int val)
    {
        return val>5;
    }
};
void test01()
{
    vector<int> v;
    v.push_back(2);
    v.push_back(3);
    v.push_back(4);
    v.push_back(2);
    v.push_back(1);
    v.push_back(7);
    v.push_back(5);
    int num=count_if(v.begin(),v.end(),GreaterFive());

    cout<<"number of >5: "<<num<<endl;

}

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;
        }
    }

    string m_Name;
    int m_Age;
};

class Greater15
{
public:
    bool operator()(Person &p)
    {
        return p.m_Age>15;
    }
};

void test02()
{
    vector<Person> v;
    Person p1("aaa",23);
    Person p2("bbb",34);
    Person p3("ccc",52);
    Person p4("ddd",14);

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

    Person p("addf",23);

    int num=count_if(v.begin(),v.end(),Greater15());

    cout<<"number of age>15: "<<num<<endl;


}

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

输出如下：