C++STL之非變異算法
1.循環
1.1主要函數
①for_each
原形: template<classInIt,class Fun> Funfor_each(InItfirst,InItlast, Fun f);
打印向量中每個整型元素的立方
#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
void print(int n)
{
cout<<n*n*n<<" ";
}
int main()
{
vector<int>Number(8);
vector<int>::iterator it=Number.begin();
for(int i=0;i<8;i++)
{
Number[i]=i+1;
}
while(it !=Number.end())
{
cout<<*it<<" ";
it++;
}
cout<<endl;
for_each(it=Number.begin(), Number.end(), print);
cout<<endl;
return 0;
}
(1)for_each函數各參數的含義。start,end表示向量的起始迭代指針、結束迭代指針，不是具體的值，比如for_each(start[0],end,PrintCube)是錯誤的，因為start[0]表示的是向量中第一個元素的值1。但for_each(&start[0],end,PrintCube)是正確的,因為&start[0]表示的是第一個元素的地址。
(2)PrintCube函數有且必須只有一個參數，且參數類型與向量的模板類型必須一致。
PrintCube)是錯誤的，因為start[0]表示的是向量中第一個元素的值1。但for_each(&start[0],end, PrintCube)是正確的,因
為&start[0]表示的是第一個元素的地址。
(2)PrintCube函數有且必須只有一個參數，且參數類型與向量的模板類型必須一致。
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
class print
{
private:
int sum;
int Max;
int Min;
int count;
public:
print():count(0),sum(0){}
int GetSum()
{
return sum;
}
int GetMax()
{
return Max;
}
int GetMin()
{
return Min;
}
void operator()(int x)
{
if(count==0)
{
Max=x;
Min=x;
}
else
{
if(Max<x)
{
Max=x;
}
if(Min>x)
{
Min=x;
}
}
sum+=x;
count++;
}
};
int main()
{
int a[]={1,4,2,8,5,7};
const int N=sizeof(a)/sizeof(int);
print p=for_each(a,a+N,print());
cout<<p.GetSum()<<endl;
cout<<p.GetMax()<<endl;
cout<<p.GetMin()<<endl;
return 0;
}
2.查詢
主要函數
①find
原形：template<class InIt,class T> InItfind(InItfirst,InItlast,constT&val);
該函數是查詢[first,last)間迭代器對應的元素值是否有等於val的，若有則返回其迭代器指針，若無則返回last。可知查詢元素的范圍是N：[0，last-first), 由於
要判定*(first+N)==val,因此模板T對應的類必須重載運算符“operator==”。
②find_if
原型：template<classInIt,classPred> InItfind_if(InItfirst,InItlast,Predpr);
參數說明:
該函數是查詢[first,last)間迭代器對應的元素*(first+i)，若pr(*(first+i))返回true，則返回此時的迭代器指針，表明滿足條件的元素已找到；若沒有找到則返回
last。
③find_first_of
原型：
template<class FwdIt1, classFwdIt2>FwdIt1find_first_of(FwdIt1first1, FwdIt1 last1,FwdIt2 first2, FwdIt2 last2);
template<classFwdIt1, class FwdIt2, classPred>FwdIt1find_first_of(FwdIt1first1, FwdIt1 last1,FwdIt2 first2, FwdIt2 last2,Pred pr)
第1個原型含義是：若第一個前向迭代器FwdIt1---[first1,last1)間第N個元素與第二個前向迭代器FwdIt2---[first2,last2)間某元素相等，且N最小，則返回
first1+N。表明第一個前向迭代器FwdIt1中有元素與第二個前向迭代器FwdIt2中的元素相等，否則返回last1。第2個原型與第1個類似,只不過要定義預判定函
數pr(*(first1+N),*(first2+M))。
④adjacent_find
原型: template<classFwdIt> FwdItadjacent_find(FwdItfirst,FwdItlast);
template<class FwdIt,class Pred>FwdItadjacent_find(FwdItfirst,FwdItlast,Predpr);
第1個原型含義是:若前向迭代器FwdIt中存在第N個元素，有*(first+N)=*(first+N+1),且N最小，則表明有兩個相鄰元素是相等的，返回(first+N),否則返回
last。第2個原型與第1個類似,只不過要定義預判定函數pr(*(first+N),*(first+N+1))。
⑤find_end
原型:template<class FwdIt1, class FwdIt2> FwdIt1find_end(FwdIt1first1, FwdIt1 last1,FwdIt2 first2, FwdIt2 last2);
template<class FwdIt1, class FwdIt2,class Pred> FwdIt1find_end(FwdIt1first1, FwdIt1 last1,FwdIt2 first2, FwdIt2 last2, Predpr);
第1個原型含義是:若前向迭代器FwdIt1從第N個元素開始:*（first1+N）=*(first2+0)，*（first1+N+1）=*(first2+1),*[first1+(last2-first2-1)]= *[first2+(last2-first2-
1)],且N最大，則返回（first1+N）,否則返回last1。也即是：返回在FwdIt1元素中最后一次完全與FwdIt2序列元素匹配的開始位置。第2個原型與第1個類似,
只不過要定義預判定函數pr(*(first1+N+M),*(first2+N+M))。
⑥search
原型：
template<class FwdIt1, classFwdIt2> FwdIt1search(FwdIt1 first1, FwdIt1 last1,FwdIt2 first2, FwdIt2 last2);
template<class FwdIt1, class FwdIt2,class Pred> FwdIt1search(FwdIt1 first1, FwdIt1 last1,FwdIt2 first2, FwdIt last2,Predpr);
第1個原型含義是:若前向迭代器FwdIt1從第N個元素開始：*（first1+N）=*(first2+0)，*（first1+N+1）=*(first2+1),…,*
[first1+(last2-first2-1)]= *[first2+(last2-first2-1)], 且N最小，則返回（first1+N）,否則返回last2。也即是：返回
在FwdIt1元素中首次完全與FwdIt2序列元素匹配的開始位置。
第2個原型與第1個類似,只不過要定義預判定函數pr(*(first1+N+M),*(first2+M))。
⑦search_n
原型:template<class FwdIt,class Dist,class T>FwdItsearch_n(FwdItfirst,FwdItlast,Distn,constT&val);
template<classFwdIt,classDist,class T, classPred>FwdItsearch_n(FwdItfirst,FwdItlast,Distn,constT&val,Predpr);
第1個原型含義是：在前向迭代器FwdIt中，從第N個元素開始連續的n個元素滿足：*(first+N)=val,*(first+1)=val，...，*(first+N+n)= val,且N最小，則返回
*(first+N),否則返回last。
第2個原型與第1個類似,只不過要定義預判定函數pr(*(first1+N+M),val))。
7個查詢函數簡單應用
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
bool Greater(int m)
{
return m>4;
}
int main()
{
int a[]={1,2,2,2,3,4,4,5,6,7,1,2,2,3};
int Size=sizeof(a)/sizeof(int);
cout<<"原始數組:"<<endl;
copy(a, a+Size,ostream_iterator<int>(cout,"\t"));
cout<<endl;
int *p1=find(a,a+Size,3);
if(p1!=a+Size)
{
cout<<"find首次等於3的位置:"<<p1-a<<"\t值:"<<*p1<<endl;
}
cout<<endl;
int *p2=find_if(a,a+Size,Greater);
if(p1!=a+Size)
{
cout<<"find_if首次大於4的位置:"<<p2-a<<"\t值:"<<*p2<<endl;
}
cout<<endl;
int b[]={10,12,6};
int Size2=sizeof(a)/sizeof(int);
int *p3=find_first_of(a,a+Size,b,b+Size2);
if(p3!=a+Size)
{
cout<<"find_first_of首次在a數組中發現b數組中元素的位置:"<<p3-a<<"\t值:"<<*p3<<endl;
}
cout<<endl;
int *p4=adjacent_find(a,a+Size);
if(p4!=a+Size)
{
cout<<"adjacent_find首次相鄰元素相同位置:"<<p4-a<<"\t值:"<<*p4<<endl;
}
cout<<endl;
int c[]={2,3};
int Size3=sizeof(c)/sizeof(int);
int *p5=find_end(a,a+Size,c,c+Size3);
if(p5!=a+Size)
{
cout<<"find_end最后一次匹配c數組中元素的位置:"<<p5-a<<"\t值:"<<*p5<<endl;
}
cout<<endl;
int *p6=search(a,a+Size,c,c+Size3);
if(p6 != a+Size)
{
cout<<"search首次匹配c數組中元素的位置:"<<p6-a<<"\t值:"<<*p5<<endl;
}
int *p7=search_n(a,a+Size,3,2);
if(p7!=a+Size)
{
cout<<"首次出現3個2的位置:"<<p7-a<<"\t值:"<<*p7<<endl;
}
cout<<endl;
return 0;
}
根據學號查詢學生信息，且已知學號是關鍵字。
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;
class Student
{
public:
int NO;
string name;
Student(int N,string nam):NO(N),name(nam){}
bool operator == (int NO)
{
return this->NO==NO;
}
};
int main()
{
vector<Student>v;
Student s1(101,"張三");
Student s2(102,"張四");
v.push_back(s1);
v.push_back(s2);
vector<Student>::iterator begin,end,it_find;
begin=v.begin();
end=v.end();
int FindNO=102;
it_find=find(begin,end,FindNO);
if(it_find!=end)
{
cout<<(*it_find).NO<<"\t"<<(*it_find).name<<endl;
}
return 0;
}
分析:
(1)設計思想：采取基本類、集合類設計方法，在集合類中進行添加、查詢功能。
(2)實現查詢功能用哪個具體查詢函數呢？對於按學號查詢，由於學號是關鍵字，因此用find函數即可；對於按一組學號查詢，最好用find_first_of函數，但該函數一次只能查到一個學號的學生信息，因此一定要采用循環結構，才能完成一組學號的查詢；對於按姓名查詢，采用find函數。由於姓名不是關鍵字，因此也應該采用循環結構；對於按成績查詢，應該用find函數，由於成績不是關鍵字，因此也應該采用循環結構；按成績范圍查詢，應采用find_if函數，當然也是循環結構。
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;
const int NO_FIND=1;
const int GRADE_FIND=2;
class Student
{
public:
int NO;
string name;
int grade;
static int mark;
Student(int Number,string Name,int Grade):NO(Number),name(Name),grade(Grade){}
bool operator==(const int n)const
{
if(mark==NO_FIND)
{
return NO==n;
}
else
{
return grade==n;
}
}
bool operator==(const string Name)const
{
return name.compare(Name)==0;
}
};
int Student::mark=-1;
ostream &operator<<(ostream &os,const Student &s)
{
os<<s.NO<<"\t"<<s.name<<"\t"<<s.grade<<endl;
return os;
}
class StudentFindIF
{
private:
int low;
int hight;
public:
StudentFindIF(int L,int H):low(L),hight(H){}
bool operator()(Student &s)
{
return s.grade>=low&&s.grade<=hight;
}
};
class StudentCollect
{
vector<Student>VecStud;
public:
bool Add(Student &s)
{
VecStud.push_back(s);
return true;
}
bool FindByNO(int no)
{
Student::mark=NO_FIND;
vector<Student>::iterator te=find(VecStud.begin(),VecStud.end(),no);
if(te!=VecStud.end())
{
cout<<*te<<endl;
}
else
{
cout<<"沒有"<<endl;
}
return true;
}
bool FindByNO(int no[],int n)
{
bool bFind=false;
Student::mark=NO_FIND;
vector<Student>::iterator te=find_first_of(VecStud.begin(),VecStud.end(),no,no+n);
while(te!=VecStud.end())
{
bFind=true;
cout<<*te<<endl;
te++;
te=find_first_of(te,VecStud.end(),no,no+n);
}
if(!bFind)
{
cout<<"沒有"<<endl;
}
return true;
}
bool FindByName(string Name)
{
bool bFind=false;
vector<Student>::iterator te=find(VecStud.begin(),VecStud.end(),Name);
while(te!=VecStud.end())
{
bFind=true;
cout<<*te<<endl;
te++;
te=find(te,VecStud.end(),Name);
}
if(!bFind)
{
cout<<"沒有"<<endl;
}
return true;
}
bool FindByGrade(int Grade)
{
Student::mark=GRADE_FIND;
bool bFind=false;
vector<Student>::iterator te=find(VecStud.begin(),VecStud.end(),Grade);
while(te!=VecStud.end())
{
bFind=true;
cout<<*te<<endl;
te++;
te=find(te,VecStud.end(),Grade);
}
if(!bFind)
{
cout<<"沒有"<<endl;
}
return true;
}
bool FindByRange(int low,int hight)
{
bool bFind=false;
StudentFindIF sf(low,hight);
vector<Student>::iterator te=find_if(VecStud.begin(),VecStud.end(),sf);
while (te!=VecStud.end())
{
bFind=true;
cout<<*te<<endl;
te++;
te=find_if(te,VecStud.end(),sf);
}
return true;
}
};
int main()
{
Student s1(101,"張三",50);
Student s2(102,"李四",70);
Student s3(103,"張三",60);
Student s4(104,"王五",50);
Student s5(105,"王五",80);
StudentCollect manage;
manage.Add(s1);
manage.Add(s2);
manage.Add(s3);
manage.Add(s4);
manage.Add(s5);
cout<<"按學號查詢（102）:"<<endl;
manage.FindByNO(102);
cout<<"按姓名查詢（張三）:"<<endl;
manage.FindByName("張三");
cout<<"按成績查詢:"<<endl;
manage.FindByGrade(50);
int a[]={101,105,103,107};
cout<<"按學號組查詢:"<<endl;
manage.FindByNO(a,sizeof(a)/sizeof(int));
cout<<"按成績范圍查詢[55,70]:"<<endl;
manage.FindByRange(55,70);
return 0;
}
3.計數
主要函數
①count原型：template<class InIt,class T> size_tcount(InItfirst, InItlast,const T& val);
該函數返回[first, last)間的元素數目，這些元素滿足*(first+i) = val;
②count_if
原型：template<class InIt,class Pred,class Dist> size_t count_if(InIt first, InIt last,Pred pr);
該函數是查詢[first, last)間迭代器對應元素*(first+i)的總數，條件是pr(*(first+i))返回值是true。
3.1.求數組中有多少個0
<span style="font-size:14px;">#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a[]={2,0,4,6,0,3,1,-7};
const int N=sizeof(a)/sizeof(int);
cout<<count(a,a+N,0)<<endl;
return 0;
}</span>
3.2 查詢有多少個學生成績為 80 分
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
class Student
{
public:
int NO;
string name;
int grade;
Student(int NO,string Name,int G):NO(NO),name(Name),grade(G){}
bool operator==(int Grade)
{
return grade==Grade;
}
};
int main()
{
vector<Student>v;
Student s1(1000,"張三",80);
Student s2(1001,"阿阿",85);
Student s3(1002,"愛國",80);
Student s4(1003,"艾絲凡",80);
v.push_back(s1);
v.push_back(s2);
v.push_back(s3);
v.push_back(s4);
cout<<"成績為80分得人數為:"<<count(v.begin(),v.end(),80)<<endl;
return 0;
}
3.3查詢有多少個學生成績高於80分
#include <algorithm>
#include <functional>
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
class Student
{
public:
int NO;
string name;
int grade;
Student(int NO,string name,int Grade):NO(NO),name(name),grade(Grade){}
Student(int Grade):grade(Grade){}
bool operator==(int Grade)
{
return grade=Grade;
}
bool operator()(const Student &s)const
{
return grade<s.grade;
}
void print()
{
cout<<NO<<"\t"<<name<<"\t"<<grade<<endl;
}
};
class MatchExpress
{
int grade;
public:
MatchExpress(int Grade):grade(Grade){}
bool operator()(const Student &s)const
{
return s.grade>grade;
}
};
ostream &operator<<(ostream &os,const Student &s)
{
os<<s.NO<<"\t"<<s.name<<"\t"<<s.grade<<endl;
return os;
}
void print(Student &s)
{
cout<<s.NO<<"\t"<<s.name<<"\t"<<s.grade<<endl;
}
int main()
{
vector<Student>v;
Student s1(1000,"張三",80);
Student s2(1001,"阿阿",85);
Student s3(1002,"愛國",80);
Student s4(1003,"艾絲凡",80);
v.push_back(s1);
v.push_back(s2);
v.push_back(s3);
v.push_back(s4);
copy(v.begin(),v.end(),ostream_iterator<Student>(cout,"\n"));
cout<<endl;
for_each(v.begin(),v.end(),print);
cout<<"成績高於80的人數為:"<<count_if(v.begin(),v.end(),MatchExpress(80))<<endl;
cout<<"成績高於80的人數為:"<<count_if(v.begin(),v.end(),Student(80))<<endl;
return 0;
}
4.比較
①equal原型：
template<class InIt1, classInIt2>boolequal(InIt1 first, InIt1 last, InIt2 x);
template<class InIt1, classInIt2, class Pred>boolequal(InIt1 first, InIt1 last, InIt2 x, Predpr);
第1個原型含義是：對兩個輸入迭代器而言，若依次有：*(first+0)=*(x+0), *(first+1)=*(x+1),…*[first+(last-first-1)] =*[x+(last-first-1)],那么這兩個容器序列是
相等的。
第2個原型與第1個類似, 只不過要定義預判定函數pr(*(first1+N),*(first2+N))。
②mismatch原型：
template<class InIt1, classInIt2>pair<InIt1, InIt2>mismatch(InIt1 first, InIt1 last, InIt2 x);
template<class InIt1,class InIt2,class Pred>pair<InIt1,InIt2>mismatch(InIt1 first,InIt1 last,InIt2 x, Predpr);
第1個原型含義是：對兩個迭代器而言，返回第1對元素不相等時的迭代器指針，保存在pair對象中。pair有兩個成員變量：first,second，分別表示Init1及
Init2不相等時的迭代指針。
第2個原型與第1個類似, 只不過要定義預判定函數pr(*(first1+N),*(first2+M))。
4.1 比較兩個整型數組是否相等
<span style="font-family:SimSun;font-size:14px;">#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a1[]={3,1,4,1,5,9,2};
int a2[]={3,1,4,1,5,9,3};
const int N=sizeof(a1)/sizeof(int);
cout<<equal(a1,a1+N,a2)<<endl;
return 0;
}</span>
4.2尋找兩個整型數組元素不相等的元素值
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a1[]={3,1,4,1,5,9,2};
int a2[]={3,1,4,1,5,9,3};
const int N=sizeof(a1)/sizeof(int);
pair<int*, int*>result=mismatch(a1,a1+N,a2);
cout<<*(result.first)<<"\t"<<*(result.second)<<endl;
return 0;
}
4.3查詢第一對成績不相等學生的信息
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;
class Student
{
public:
int NO;
string name;
int grade;
Student(int NO,string name,int grade):NO(NO),name(name),grade(grade){}
bool operator==(const Student &s)const
{
return this->grade==s.grade;
}
};
int main()
{
vector<Student>v1;
Student s1(101,"aaa",50);
Student s2(102,"bbb",70);
Student s3(103,"ccc",60);
v1.push_back(s1);
v1.push_back(s2);
v1.push_back(s3);
vector<Student>v2;
Student s4(104,"ddd",50);
Student s5(105,"eee",80);
Student s6(106,"fff",60);
v2.push_back(s4);
v2.push_back(s5);
v2.push_back(s6);
pair<Student*, Student*> result=mismatch(v1.begin(),v1.end(),v2.begin()); //這里行不通 ？
Student &stu1=*result.first;
Student &stu2=*result.second;
cout<<stu1.NO<<"\t"<<stu1.name<<"\t"<<stu1.grade<<endl;
cout<<stu2.NO<<"\t"<<stu2.name<<"\t"<<stu2.grade<<endl;
return 0;
}
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