算法
算法,问题之解法也。以有限的步骤,解决逻辑或数学上的问题,这一门学科我们叫做算法(Algorithms).广义而言,我们所编写的每个程序都是一个算法,其中的每个函数也都是一个算法,毕竟它们都是用来解决或大或小的逻辑问题或数学问题。STL收录的算法经过了数学上的效能分析与证明,是极具复用价值的,包括常用的排序,查找等等。特定的算法往往搭配特定的数据结构,算法与数据结构相辅相成。算法分为:质变算法和非质变算法。
质变算法:是指运算过程中会更改区间内的元素的内容。例如拷贝,替换,删除等等
非质变算法:是指运算过程中不会更改区间内的元素内容,例如查找、计数、遍历、寻找极值等等
函数对象
重载函数调用操作符的类,其对象常称为函数对象(function object),即它们是行为类似函数的对象,也叫仿函数(functor),其实就是重载“()”操作符,使得类对象可以像函数那样调用。
注意:
1.函数对象(仿函数)是一个类,不是一个函数。
2.函数对象(仿函数)重载了”() ”操作符使得它可以像函数一样调用。分类:假定某个类有一个重载的operator(),而且重载的operator()要求获取一个参数,我们就将这个类称为“一元仿函数”(unary functor);相反,如果重载的operator()要求获取两个参数,就将这个类称为“二元仿函数”(binary functor)。
//函数对象是重载了函数调用符号的类
class MyPrint{
public:
MyPrint()
{
m_Num = 0;
}
int m_Num;
public:
void operator() (int num)
{
cout << num << endl;
m_Num++;
}
};
//函数对象
//重载了()操作符的类实例化的对象,可以像普通函数那样调用,可以有参数 ,可以有返回值
void test01(){
MyPrint myPrint;
myPrint(20);
}// 函数对象超出了普通函数的概念,可以保存函数的调用状态
void test02(){
MyPrint myPrint;
myPrint(20);
myPrint(20);
myPrint(20);
cout << myPrint.m_Num << endl;
}
void doBusiness(MyPrint print,int num){
print(num);
}
//函数对象作为参数
void test03(){
//参数1:匿名函数对象
doBusiness(MyPrint(),30);
}
总结如下:
1、函数对象通常不定义构造函数和析构函数,所以在构造和析构时不会发生任何问题,避免了函数调用的运行时问题。
2、函数对象超出普通函数的概念,函数对象可以有自己的状态
3、函数对象可内联编译,性能好。用函数指针几乎不可能
4、模版函数对象使函数对象具有通用性,这也是它的优势之一
谓词
谓词是指普通函数或重载的operator()返回值是bool类型的函数对象(仿函数)。如果operator接受一个参数,那么叫做一元谓词,如果接受两个参数,那么叫做二元谓词,谓词可作为一个判断式。
内建函数对象
STL内建了一些函数对象。分为:算数类函数对象,关系运算类函数对象,逻辑运算类仿函数。这些仿函数所产生的对象,用法和一般函数完全相同,当然我们还可以产生无名的临时对象来履行函数功能。使用内建函数对象,需要引入头文件 #include<functional>
。
算法概述
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,其中常用的功能涉及到比较,交换,查找,遍历,复制,修改,反转,排序,合并等…<numeric>
体积很小,只包括在几个序列容器上进行的简单运算的模板函数.<functional>
定义了一些模板类,用以声明函数对象。
常用遍历算法
/* 遍历算法 遍历容器元素
@param beg 开始迭代器
@param end 结束迭代器
@param _callback 函数回调或者函数对象
@return 函数对象*/
for_each(iterator beg, iterator end, _callback);
/*
transform算法 将指定容器区间元素搬运到另一容器中 注意 : transform 不会给目标容器分配内存,所以需要我们提前分配好内存
@param beg1 源容器开始迭代器
@param end1 源容器结束迭代器
@param beg2 目标容器开始迭代器
@param _cakkback 回调函数或者函数对象
@return 返回目标容器迭代器
*/
transform(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, _callbakc)
常用查找算法
/*find算法 查找元素
@param beg 容器开始迭代器
@param end 容器结束迭代器
@param value 查找的元素
@return 返回查找元素的位置
*/
find(iterator beg, iterator end, value)
/*
find_if算法 条件查找
@param beg 容器开始迭代器
@param end 容器结束迭代器
@param callback 回调函数或者谓词(返回bool类型的函数对象)
@return bool 查找返回true 否则false
*/
find_if(iterator beg, iterator end, _callback);
/*adjacent_find算法 查找相邻重复元素
@param beg 容器开始迭代器
@param end 容器结束迭代器
@param _callback 回调函数或者谓词(返回bool类型的函数对象)
@return 返回相邻元素的第一个位置的迭代器*/
adjacent_find(iterator beg, iterator end, _callback);
/*binary_search算法 二分查找法 注意: 在无序序列中不可用
@param beg 容器开始迭代器
@param end 容器结束迭代器
@param value 查找的元素
@return bool 查找返回true 否则false*/
bool binary_search(iterator beg, iterator end, value);
/*count算法 统计元素出现次数
@param beg 容器开始迭代器
@param end 容器结束迭代器
@param value回调函数或者谓词(返回bool类型的函数对象)
@return int返回元素个数*/
count(iterator beg, iterator end, value);
/*count算法 统计元素出现次数
@param beg 容器开始迭代器
@param end 容器结束迭代器
@param callback 回调函数或者谓词(返回bool类型的函数对象)
@return int返回元素个数
*/
count_if(iterator beg, iterator end, _callback);
常用排序算法
/*merge算法 容器元素合并,并存储到另一容器中
@param beg1 容器1开始迭代器
@param end1 容器1结束迭代器
@param beg2 容器2开始迭代器
@param end2 容器2结束迭代器
@param dest 目标容器开始迭代器
*/
merge(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest)
/*sort算法 容器元素排序 注意:两个容器必须是有序的
@param beg 容器1开始迭代器
@param end 容器1结束迭代器
@param _callback 回调函数或者谓词(返回bool类型的函数对象)*/
sort(iterator beg, iterator end, _callback)
/*sort算法 对指定范围内的元素随机调整次序
@param beg 容器开始迭代器
@param end 容器结束迭代器*/
random_shuffle(iterator beg, iterator end)
/*reverse算法 反转指定范围的元素
@param beg 容器开始迭代器
@param end 容器结束迭代器*/
reverse(iterator beg, iterator end)
常用拷贝和替换算法
/*copy算法 将容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中
@param beg 容器开始迭代器
@param end 容器结束迭代器
@param dest 目标起始迭代器*/
copy(iterator beg, iterator end, iterator dest)
/*replace算法 将容器内指定范围的旧元素修改为新元素
@param beg 容器开始迭代器
@param end 容器结束迭代器
@param oldvalue 旧元素
@param oldvalue 新元素*/
replace(iterator beg, iterator end, oldvalue, newvalue)
/*replace_if算法 将容器内指定范围满足条件的元素替换为新元素
@param beg 容器开始迭代器
@param end 容器结束迭代器
@param callback函数回调或者谓词(返回Bool类型的函数对象)
@param oldvalue 新元素*/
replace_if(iterator beg, iterator end, _callback, newvalue)
/*swap算法 互换两个容器的元素
@param c1容器1
@param c2容器2*/
swap(container c1, container c2)
常用算数生成算法
/*accumulate算法 计算容器元素累计总和
@param beg 容器开始迭代器
@param end 容器结束迭代器
@param value累加值*/
accumulate(iterator beg, iterator end, value)
/*fill算法 向容器中添加元素
@param beg 容器开始迭代器
@param end 容器结束迭代器
@param value t填充元素
*/
fill(iterator beg, iterator end, value)
常用集合算法
/*set_intersection算法 求两个set集合的交集 注意:两个集合必须是有序序列
@param beg1 容器1开始迭代器
@param end1 容器1结束迭代器
@param beg2 容器2开始迭代器
@param end2 容器2结束迭代器
@param dest 目标容器开始迭代器
@return 目标容器的最后一个元素的迭代器地址*/
set_intersection(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest)
/*set_union算法 求两个set集合的并集 注意:两个集合必须是有序序列
@param beg1 容器1开始迭代器
@param end1 容器1结束迭代器
@param beg2 容器2开始迭代器
@param end2 容器2结束迭代器
@param dest 目标容器开始迭代器
@return 目标容器的最后一个元素的迭代器地址*/
set_union(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest)
/*set_difference算法 求两个set集合的差集 注意:两个集合必须是有序序列
@param beg1 容器1开始迭代器
@param end1 容器1结束迭代器
@param beg2 容器2开始迭代器
@param end2 容器2结束迭代器
@param dest 目标容器开始迭代器
@return 目标容器的最后一个元素的迭代器地址*/
set_difference(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest)