• C++学习笔记（三十）

    在完成对C语言的学习后，我最近开始了对C++和Java的学习，目前跟着视频学习了一些语法，也跟着敲了一些代码，有了一定的掌握程度。现在将跟着视频做的笔记进行整理。本篇博客是整理C++知识点的第三十篇博客。

    本篇博客介绍了C++的常用遍历算法和常用查找算法。

    本系列博客所有C++代码都在Visual Studio 2022环境下编译运行。程序为64位。

    目录

    常用遍历算法

    for_each

    transform

    常用查找算法

    find

    find_if

    abjacent_find

    binary_search

    count

    count_if

    常用遍历算法

    算法主要由头文件algorithm functional numeric组成。

    algorithm是所有STL头文件中最大的一个，涉及比较、交换、查找、遍历操作、复制、修改等。

    numeric内容比较少，只包括几个在序列上面进行简单数学运算的模板函数。

    functional定义一些模板类，用于声明函数对象。

    使用遍历算法需要包含algortihm。

    for_each

    for_each实现遍历容器。函数原型是：

    for_each(iterator beg，iterator end,func)

    用于遍历容器元素，beg表示开始，end表示结束，func是函数或函数对象。

    1. #include
    2. #include
    3. #include
    4. using namespace std;
    5. void print(int num) {
    6. 	cout << num << "   ";
    7. }
    8. int main(void)
    9. {
    10. 	vector<int> v;
    11. 	int i;
    12. 	for (i = 1; i <= 10; i += 1) {
    13. 		v.push_back(i);
    14. 	}
    15.  
    16. 	for_each(v.begin(), v.end(), print);
    17. 	return 0;
    18. }

    程序的输出是：

    1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

    1. #include
    2. #include
    3. #include
    4. using namespace std;
    5. class print
    6. {
    7. public:
    8. 	void operator() (int num) {
    9. 		cout << num << "   ";
    10. 	}
    11. };
    12.  
    13. int main(void)
    14. {
    15. 	vector<int> v;
    16. 	int i;
    17. 	for (i = 1; i <= 10; i += 1) {
    18. 		v.push_back(i);
    19. 	}
    20.  
    21. 	for_each(v.begin(), v.end(), print());
    22. 	return 0;
    23. }

    程序的输出是：

    1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

    transform

    transform用于搬运容器到另一个容器中。函数原型是：

    transform(iterator beg1,iterator end1,iterator beg2,func)

    beg1是源容器开始迭代器，end1是源容器结束迭代器。beg2是目标容器开始迭代器。func是函数或函数对象。将beg1到end1的元素通过func的规则拷贝到beg2开始的区间。func可以对元素的值进行修改。

    用transform进行搬运时，必须提前分配空间。

    1. #include
    2. #include
    3. #include
    4. using namespace std;
    5. class print
    6. {
    7. public:
    8. 	void operator() (int num) {
    9. 		cout << num << "   ";
    10. 	}
    11. };
    12.  
    13. class tran
    14. {
    15. public:
    16. 	int operator()(int num) {
    17. 		return num + 10;
    18. 	}
    19. };
    20.  
    21. int main(void)
    22. {
    23. 	vector<int> v1;
    24. 	int i;
    25. 	for (i = 1; i <= 10; i += 1) {
    26. 		v1.push_back(i);
    27. 	}
    28. 	for_each(v1.begin(), v1.end(), print());
    29. 	cout << endl;
    30.  
    31. 	vector<int> v2;
    32. 	v2.resize(v1.size());
    33. 	transform(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), tran());
    34. 	for_each(v2.begin(), v2.end(), print());
    35. 	cout << endl;
    36. 	return 0;
    37. }

    print类重载()实现元素的输出。tran类重载()将元素的值加10后返回。main函数创建了一个容器v1，加入1至10，然后创建了v2，并提前分配足够空间，然后将v1的所有元素按tran的规则（加10）拷贝给v2。

    程序的输出是：

    1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
    11   12   13   14   15   16   17   18   19   20
     

    常用查找算法

    使用查找算法需要包含algortihm。

    find

    find查找指定元素，找到返回指定元素的迭代器，找不到就返回end。函数原型是：

    find(iterator beg,iterator end,value)

    beg是开始位置，end是结束位置，value是要查找的元素。

    如果是自定义类型，要重载==。

    1. #include
    2. #include
    3. #include
    4. using namespace std;
    5. int main(void)
    6. {
    7. 	vector<int> v;
    8. 	int i;
    9. 	for (i = 1; i <= 10; i += 1) {
    10. 		v.push_back(i);
    11. 	}
    12.  
    13. 	vector<int>::iterator it;
    14. 	it = find(v.begin(), v.end(), 5);
    15. 	if (it == v.end()) {
    16. 		cout << "Not found" << endl;
    17. 	}
    18. 	else {
    19. 		cout << "Have found " << *it << endl;
    20. 	}
    21. 	it = find(v.begin(), v.end(), 15);
    22. 	if (it == v.end()) {
    23. 		cout << "Not found" << endl;
    24. 	}
    25. 	else {
    26. 		cout << "Have found " << *it << endl;
    27. 	}
    28. 	return 0;
    29. }

    程序的输出是：

    Have found 5
    Not found

    1. #include
    2. #include
    3. #include
    4. #include
    5. using namespace std;
    6. class person
    7. {
    8. public:
    9. 	string name;
    10. 	int age;
    11. 	person(string name, int age) {
    12. 		this->name = name;
    13. 		this->age = age;
    14. 	}
    15.  
    16. 	bool operator==(person p) {
    17. 		if (this->name == p.name && this->age == p.age) {
    18. 			return true;
    19. 		}
    20. 		else {
    21. 			return false;
    22. 		}
    23. 	}
    24. };
    25. int main(void)
    26. {
    27. 	vector v;
    28. 	person p1("Jimena", 19);
    29. 	person p2("Javier", 18);
    30. 	person p3("Julia", 22);
    31. 	person p4("Jova", 23);
    32. 	person p5("Jose", 21);
    33. 	v.push_back(p1);
    34. 	v.push_back(p2);
    35. 	v.push_back(p3);
    36. 	v.push_back(p4);
    37. 	v.push_back(p5);
    38. 	
    39. 	vector::iterator it;
    40. 	person pp("Javier", 18);
    41. 	it = find(v.begin(), v.end(), pp);
    42. 	if (it == v.end()) {
    43. 		cout << "Not found" << endl;
    44. 	}
    45. 	else {
    46. 		cout << "Have found" << endl;
    47. 	}
    48.  
    49. 	person ppp("Julian", 19);
    50. 	it = find(v.begin(), v.end(), ppp);
    51. 	if (it == v.end()) {
    52. 		cout << "Not found" << endl;
    53. 	}
    54. 	else {
    55. 		cout << "Have found" << endl;
    56. 	}
    57. 	return 0;
    58. }

    person类有两个成员变量name和age，重载了==，只有两个类对象的name和age都相等才算相等。

    程序的输出是：

    Have found
    Not found

    find_if

    find_if按条件查找元素。找到就返回相关位置的迭代器，否则就返回end。函数原型是：

    find_if(iterator beg,iterator end,pred)

    beg表示开始，end表示结束，pred是一个函数或者谓词。

    1. #include
    2. #include
    3. #include
    4. using namespace std;
    5. class compare
    6. {
    7. public:
    8. 	bool operator() (int num) {
    9. 		return num > 5;
    10. 	}
    11. };
    12. int main(void)
    13. {
    14. 	vector<int> v;
    15. 	int i;
    16. 	for (i = 1; i <= 10; i += 1) {
    17. 		v.push_back(i);
    18. 	}
    19.  
    20. 	vector<int>::iterator it;
    21. 	it = find_if(v.begin(), v.end(), compare());
    22. 	if (it == v.end()) {
    23. 		cout << "Not found" << endl;
    24. 	}
    25. 	else {
    26. 		cout << "Have found:" << *it << endl;
    27. 	}
    28. 	return 0;
    29. }

    程序的输出是：

    Have found:6

    1. #include
    2. #include
    3. #include
    4. #include
    5. using namespace std;
    6. class person
    7. {
    8. public:
    9. 	string name;
    10. 	int age;
    11. 	person(string name, int age) {
    12. 		this->name = name;
    13. 		this->age = age;
    14. 	}
    15. };
    16.  
    17. class compare
    18. {
    19. public:
    20. 	bool operator()(person p) {
    21. 		return p.age > 20;
    22. 	}
    23. };
    24. int main(void)
    25. {
    26. 	vector v;
    27. 	person p1("John", 16);
    28. 	person p2("Juliette", 21);
    29. 	person p3("Kiko", 15);
    30. 	person p4("Kevin", 21);
    31. 	v.push_back(p1);
    32. 	v.push_back(p2);
    33. 	v.push_back(p3);
    34. 	v.push_back(p4);
    35.  
    36. 	vector::iterator it;
    37. 	it = find_if(v.begin(), v.end(), compare());
    38. 	if (it == v.end()) {
    39. 		cout << "Not found" << endl;
    40. 	}
    41. 	else {
    42. 		cout << "Have found." << "The name is " << it->name << " and the age is " << it->age << endl;
    43. 	}
    44. 	return 0;
    45. }

    程序创建了person类，有成员变量name和age。compare类重载了()，返回类对象的age是否大于20。因此以这个函数对象作为参数的find_if函数将返回成员变量age大于20的第一个元素。

    程序的输出是：

    Have found.The name is Juliette and the age is 21

    abjacent_find

    abjacent_find用于查找相邻重复元素。函数原型是

    abjacent_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表示开始，end表示结束。

    1. #include
    2. #include
    3. #include
    4. using namespace std;
    5. int main(void)
    6. {
    7. 	vector<int> v;
    8. 	v.push_back(5);
    9. 	v.push_back(8);
    10. 	v.push_back(9);
    11. 	v.push_back(10);
    12. 	v.push_back(10);
    13. 	v.push_back(6);
    14.  
    15. 	vector<int>::iterator it;
    16. 	it = adjacent_find(v.begin(), v.end());
    17. 	if (it == v.end()) {
    18. 		cout << "Not found" << endl;
    19. 	}
    20. 	else {
    21. 		cout << "Have found:" << *it << endl;
    22. 	}
    23. 	return 0;
    24. }

    程序的输出是：

    Have found:10
     

    binary_search查找指定元素是否存在，找到返回true，找不到返回false。函数原型是：

    bool binary_search(iterator beg,iterator end,value)

    beg表示开始，end表示结束。value是要查找的元素。此函数必须在有序序列中用，否则会造成结果出错。这是由于此函数使用二分查找。

    1. #include
    2. #include
    3. #include
    4. using namespace std;
    5. int main(void)
    6. {
    7. 	vector<int> v;
    8. 	int i;
    9. 	for (i = 1; i <= 10; i += 1) {
    10. 		v.push_back(i);
    11. 	}
    12. 	bool flag = binary_search(v.begin(), v.end(), 6);
    13. 	if (flag == true) {
    14. 		cout << "Have found" << endl;
    15. 	}
    16. 	else {
    17. 		cout << "Not found" << endl;
    18. 	}
    19. 	return 0;
    20. }

    容器按照1至10依次放入容器，是有序的。

    程序的输出是：

    Have found

    count

    count用于统计元素个数。函数原型是：

    count(iterator beg,iterator end,value)

    beg表示开始，end表示结束，value是统计的元素。

    统计自定义类型需要重载==

    1. #include
    2. #include
    3. #include
    4. using namespace std;
    5. int main(void)
    6. {
    7. 	vector<int> v;
    8. 	v.push_back(10);
    9. 	v.push_back(20);
    10. 	v.push_back(40);
    11. 	v.push_back(50);
    12. 	v.push_back(20);
    13. 	v.push_back(30);
    14.  
    15. 	cout << count(v.begin(), v.end(), 20) << endl;
    16. 	cout << count(v.begin(), v.end(), 60) << endl;
    17. 	return 0;
    18. }

    程序的输出是：

    2
    0
     

    1. #include
    2. #include
    3. #include
    4. #include
    5. using namespace std;
    6. class person
    7. {
    8. public:
    9. 	string name;
    10. 	int age;
    11. 	person(string name, int age) {
    12. 		this->name = name;
    13. 		this->age = age;
    14. 	}
    15. 	bool operator==(person p) {
    16. 		if (this->age == p.age) {
    17. 			return true;
    18. 		}
    19. 		else {
    20. 			return false;
    21. 		}
    22. 	}
    23. };
    24.  
    25. int main(void)
    26. {
    27. 	vector v;
    28. 	person p1("Estelle", 20);
    29. 	person p2("Eugene", 19);
    30. 	person p3("Emily", 17);
    31. 	person p4("Emilia", 18);
    32. 	person p5("Erick", 23);
    33. 	person p6("Erin", 21);
    34. 	person p7("Elida", 20);
    35. 	v.push_back(p1);
    36. 	v.push_back(p2);
    37. 	v.push_back(p3);
    38. 	v.push_back(p4);
    39. 	v.push_back(p5);
    40. 	v.push_back(p6);
    41. 	v.push_back(p7);
    42.  
    43. 	person pa("Laura", 20);
    44. 	person pb("Irma", 25);
    45. 	cout << count(v.begin(), v.end(), pa) << endl;
    46. 	cout << count(v.begin(), v.end(), pb) << endl;
    47. 	return 0;
    48. }

    程序创建了person类，有成员变量name和age，并重载了==，规定成员变量age相等就判为相等。

    程序的输出是：

    2
    0

    count_if

    count_if按条件统计元素个数。函数原型是：

    count_if(iterator beg,iterator end,pred)

    beg表示开始迭代器，end表示结束迭代器，pred是一个谓词。

    1. #include
    2. #include
    3. #include
    4. using namespace std;
    5. class compare
    6. {
    7. public:
    8. 	bool operator() (int num) {
    9. 		return num > 4;
    10. 	}
    11. };
    12. int main(void)
    13. {
    14. 	vector<int> v;
    15. 	int i;
    16. 	for (i = 1; i <= 10; i += 1) {
    17. 		v.push_back(i);
    18. 	}
    19. 	cout << count_if(v.begin(), v.end(), compare());
    20. 	return 0;
    21. }

    此程序的条件是值大于4。程序的输出是：

    6

    1. #include
    2. #include
    3. #include
    4. #include
    5. using namespace std;
    6. class person
    7. {
    8. public:
    9. 	string name;
    10. 	int age;
    11. 	person(string name, int age) {
    12. 		this->name = name;
    13. 		this->age = age;
    14. 	}
    15. };
    16.  
    17. class compare
    18. {
    19. public:
    20. 	bool operator() (person p) {
    21. 		return p.age > 15;
    22. 	}
    23. };
    24.  
    25. int main(void)
    26. {
    27. 	vector v;
    28. 	person p1("Danny", 17);
    29. 	person p2("Darby", 20);
    30. 	person p3("Danielle", 12);
    31. 	person p4("Dora", 19);
    32. 	person p5("Daniel", 16);
    33. 	person p6("Dorian", 13);
    34. 	person p7("Douglas", 14);
    35. 	
    36. 	v.push_back(p1);
    37. 	v.push_back(p2);
    38. 	v.push_back(p3);
    39. 	v.push_back(p4);
    40. 	v.push_back(p5);
    41. 	v.push_back(p6);
    42. 	v.push_back(p7);
    43.  
    44. 	cout << count_if(v.begin(), v.end(), compare());
    45. 	return 0;
    46. }

    程序创建了person类，有成员变量name和age。条件是age成员变量大于15。

    程序的输出是：

    4

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