“探索C++非质变算法：如何更高效地处理数据“

2023-05-04 139

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简介： “探索C++非质变算法：如何更高效地处理数据“

前言

头文件定义了一个专门设计用于元素范围的函数集合。
范围是可以通过迭代器或指针访问的任何对象序列，例如数组或某些STL容器的实例。但是请注意，算法通过迭代器直接对值进行操作，不会以任何方式影响任何可能的容器的结构(它永远不会影响容器的大小或存储分配)

正文

非质变算法(18个)

非质变算法：算法不会改变容器的数据。

1、all_of

区间[开始, 结束)中是否所有的元素都满足判断式p，所有的元素都满足条件返回true，否则返回false。

void test1() 
{
  vector<int> vec = { 1,3,5,7,9,11};
  if (all_of(vec.begin(), vec.end(), [](int n)->bool {return n % 2; })) 
  {
    cout << "所有元素都是奇数" << endl;
  }
}

2、any_of

区间[开始, 结束)中是否至少有一个元素都满足判断式p，只要有一个元素满足条件就返回true，否则返回true

void test2()
{
  vector<int> vec = { 1,3,5,7,9,11,2 };
  if (any_of(vec.begin(), vec.end(), [](int n)->bool {return n % 2==0; }))
  {
    cout << "存在偶数" << endl;
  }
}

3、none_of

区间[开始, 结束)中是否所有的元素都不满足判断式p，所有的元素都不满足条件返回true，否则返回false,与all_of正好相反，所以只用换函数就可以了，不用换判断条件

void test3()
{
  vector<int> vec = { 2,4,6,8,10 };
  if (none_of(vec.begin(), vec.end(), [](int n)->bool {return n % 2; }))
  {
    cout << "所有元素都不是奇数" << endl;
  }
}

4、for_each

将函数应用到范围，下面的例子是将Lambad表达式组成的打印函数应用到vec中，打印

void test()
{
  vector<int>  vec = { 1,3,5,7,9 };
  for_each(vec.begin(), vec.end(), [](int n) {cout << n << " "; });
}

5、find

在范围内搜索等于value的值

void test4()
{
  vector<int>  vec = { 1,3,5,7,9 };
  auto it = find(vec.begin(), vec.end(), 5);
  if (it != vec.end())
  {
    cout << "found it:" << *it << endl;
  }
  else
  {
    cout << "not found" << endl;
  }
}

6、find_if

根据指定的查找规则，在指定区域内查找第一个符合该函数要求（使函数返回 true）的元素.下面的例子返回3，因为第一个大于2的是3

void test()
{
  vector<int>  vec = { 1,3,5,7,9 };
    //查找第一个大于2的元素
  auto it = find_if(vec.begin(), vec.end(), [](int n) {return n > 2; });
  if (it != vec.end())
  {
    cout << "found it:" << *it << endl;
  }
  else
  {
    cout << "not found" << endl;
  }
}

7、find_if_not

查找范围内的元素，not表示否定，上面的例子，使用find_if_not就表示查找不大于2的元素(小于或等于2的元素)

void test6()
{
  vector<int>  vec = { 1,3,5,7,9 };
  //查找第一个小于等于2的元素
  auto it = find_if_not(vec.begin(), vec.end(), [](int n) {return n > 2; });
  if (it != vec.end())
  {
    cout << "found it:" << *it << endl;
  }
  else
  {
    cout << "not found" << endl;
  }
}

8、find_end

template <class _FwdIt1, class _FwdIt2
_FwdIt1 find_end(_FwdIt1 const _First1, const _FwdIt1 _Last1, const _FwdIt2 _First2, const _FwdIt2 _Last2)

在[first1,last1)范围内搜索由[first2,last2)定义的序列的最后一次出现，并返回指向其第一个元素的迭代器，如果没有出现，则返回指向last1的迭代器。

两个范围中的元素都使用操作符==(或在版本(2)中使用pred)进行顺序比较:只有当[first2,last2)的所有元素都为真时，才认为[first1,last1)的子序列是匹配的

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9、find_first_of

template <class _FwdIt1, class _FwdIt2>
_FwdIt1 find_first_of(const _FwdIt1 _First1, const _FwdIt1 _Last1, const _FwdIt2 _First2,
    const _FwdIt2 _Last2)

返回一个迭代器，指向范围[first1,last1)中与[first2,last2)中的任何元素匹配的第一个元素。如果没有找到这样的元素，函数返回last1。

[first1,last1)中的元素使用操作符==(或在版本(2)中使用pred)与[first2,last2)中的每个值进行顺序比较，直到匹配为止。

void test()
{
  int arr[] = { 1,3,1,4,5,2,0 };
  int sub[] = { 5,3 };
  auto it = find_first_of(arr, arr + 7,sub,sub+2);
  if (it != arr + 7)
  {
    cout << "在arr中找到与sub中匹配的元素" <<*it<< endl;
  }
  else
  {
    cout << "not found" << endl;
  }
}

10、adjacent_find

求范围内相等的相邻元素，在[first,last]范围内搜索匹配的两个连续元素的第一次出现，并返回指向这两个元素中的第一个的迭代器，如果没有找到这样的对，则返回指向最后一个的迭代器。

void test()
{
  int arr[] = { 1,3,3,4,5,2,0,6,6 };
  vector<int> vec(arr, arr + 9);
  auto it = adjacent_find(vec.begin(), vec.end());
  if (it != vec.end())
    cout << "第一对重复的元素是:" << *it << endl;
  it = adjacent_find(it + 1, vec.end(), [](int a, int b) {return a == b; });
  if (it != vec.end())
    cout << "第二对重复的元素是:" << *it << endl;
}

11、count

在范围内计算值的出现次数

void test()
{
  int arr[] = { 1,3,3,4,5,2,0,6,6 };
  vector<int> vec(arr, arr + 9);
  long long cnt = count(vec.begin(), vec.end(), 3);
  cout << "3出现次数:" << cnt << endl;

12、count_if

返回满足范围条件的元素个数

void test()
{
  int arr[] = { 1,3,3,4,5,2,0,6,6 };
  vector<int> vec(arr, arr + 9);
  long long   //统计大于4的元素个数
  cnt = count_if(vec.begin(), vec.end(), [](int n) {return n > 4; });
  cout << "大于4的元素个数:" << cnt << endl;
}

13、mismatch

返回满足范围条件的元素个数，比较范围[first1,last1]中的元素与从first2开始的范围中的元素，并返回两个序列中第一个不匹配的元素。

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14、equal

测试两个范围内的元素是否相等，比较元素个数为两个序列中最短的那个序列的元素个数。

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15、equal_range

功能类似equal，返回一对iterator，第一个表示lower_bound，第二个表示upper_bound。

void test()
{
  vector<int> vec = { 10,20,30,30,20,10,10,20 };
  //必须先排序:因为equal_range使用了二分查找
  sort(vec.begin(), vec.end());
  auto mpair = equal_range(vec.begin(), vec.end(), 20);
  cout << *mpair.first << " " << *mpair.second << endl;
}

16、is_permutation

比较范围[first1,last1)中的元素与从first2开始的范围中的元素，如果两个范围中的所有元素都匹配，则返回true，即使顺序不同。

void test()
{
  vector<int> vec = { 1,2,3,4,5 };
  vector<int> vec1 = { 5,4,3,2,1 };
  if (is_permutation(vec.begin(), vec.end(), vec1.begin()))
  {
    cout << "vec vec1两个是排列不同的相同序列" << endl;
  }
}

17、search

在[first1,last1)范围内搜索由[first2,last2)定义的序列的第一次出现，并返回指向其第一个元素的迭代器，如果没有找到第一次出现的元素，则返回指向last1的迭代器。

void test()
{
  vector<int> vec = { 1,2,88,3,4,5,9,7 };
  int ints[] = {4,5};
  auto it =  search(vec.begin(), vec.end(), ints, ints + 2);
  if (it != vec.end())
  {
    cout << "ints fount at pos:" << it - vec.begin() << endl;
  }
}

18、search_n

搜索范围[first,last)中元素的值为val的数量是否为count，每个元素的比较值都等于val(或pred返回true)。

该函数返回指向第一个此类元素的迭代器，如果没有找到此类序列则返回指向最后一个元素的迭代器。

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