C++学习笔记【泛型算法——泛型算法基础】-创新互联

标准库没有给每种容器添加大量功能，而是提供了一组算法。这些算法大多数都独立于容器。很多时候我们希望对容器做其他操作，比如查找、排序等。标准库没有给每种容器都定义成员函数来实现这些操作，而是定义了一组泛型算法（generic algorithm），它们可用于不同类型的容器和不同类型的元素。

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大多数算法定义在头文件algorithm中，还在头文件numeric中定义了一组数值泛型算法。大多数情况下，这些算法不直接对容器进行操作，而是遍历由两个迭代器所指定的元素范围来操作。

#include
#includeint main()
{vectorv;
	auto result=find(v.begin(),v.end(),1);
	return 0;
}

如以上代码所示，find的前两个参数是容器的迭代器，第三个参数是想查找的值。

在查找过程中，不需要依赖于容器所保存的元素类型。因为只要有迭代器就可以访问元素。虽然迭代器令算法不依赖于容器，但算法依旧依赖于元素类型的操作，比如说find中会用到==运算符。

2、只读算法

有些算法只会读取元素，而不会改变元素。find就是这样的算法。另一个只读算法是accumulate，定义在numeric头文件中，用于对范围内的元素求和。

int sum=accumulate(v.cbegin(),v.cend(),0);
//前两个参数指定需要求和的元素的范围，第三个参数是和的初值。
//第三个参数的类型决定了返回值的类型

以上算法隐含了一个点：accumulate将第三个参数作为求和的起点，这说明把v中元素加到和上的操作必须是可行的，或者说v中元素能够转换为第三个参数的类型。比如说，上例中v中元素可以是int,double,long long或者其他可加到int上的类型。

//假设s是一个string类型的vector
string sum=accumulate(s.begin(),s.end(),string(""));//正确
sum=accumulate(s.begin(),s.end(),"");				//错误
//因为""是字符串字面值，const char*类型，它没有定义+运算符

注意：对于只读不写元素的算法，最好用cbegin()和cend()迭代器。

equal算法，只读，用于判断两个序列是否保存相同的值。它比较两个序列中对应的每个元素，如果所有对应元素相等，则返回true，否则返回false。
该算法中，两个元素类型不必一样，只要能用==运算符比较两个元素类型就可以。

equal(seq1.cbegin(),seq1.cend(),seq2.cbegin())
//三个参数，前两个参数表示序列1的元素范围，第三个参数表示第二个序列的首元素
//序列2的元素数目至少和序列1的一样

3、写算法

写算法会把新值赋予给序列中的元素。使用这些算法时，必须确保序列大小不小于算法写入的元素数目。这些算法无法改变容器的大小。
一些算法会向指定范围写入元素，比如fill。

//该算法支持将指定范围内的元素值赋予新值
fill(v.begin(),v.end(),value);
//前两个参数表示指定范围，第三个参数表示想要设置的值

只要这个范围是有效的，那么写入操作就是安全的。
此外，算法不会检查写操作，可能会导致一些错误，比如fill_n。

fill_n(dest,n,val);
//fill_n把值val写入迭代器dest指向的元素开始的n个元素

vectorvec;
fill_n(vec.begin(),vec.size(),0);	//把vec中所有元素置为0
fill_n(vec.begin(),10,0);
//错误，vec是一个空vector，结果是未定义的

下面介绍下back_inserter。
之前fill_n会导致错误，因为容器没有足够空间来容纳数据。我们可以使用back_inserter向容器中写入数据，它是定义在头文件iterator中。
back_inserter接受一个指向容器的引用，返回一个与该容器绑定的插入迭代器。当调用此迭代器赋值时，赋值运算符会调用push_back把元素添加到容器中，如下：

vectorvec;
auto it=back_inserter(vec);	//通过该迭代器赋值会把元素添加到vec中
*it=42;						//vec中有一个元素42

此外，还可以利用back_inserter来创建一个迭代器，作为算法的参数来使用，如下

vectorvec;
fill_n(back_inserter(vec),10,0);//添加了10个值为0的元素到vec中
//正确，back_inserter创建迭代器，可以用来把元素添加到vec中

在每步迭代中，fill_n向vec中一个元素赋值，每次都会调用push_back操作。

用copy算法可以实现序列元素的拷贝。

copy(begin,end,array);
//前两个参数表示指定的输入范围，第三个参数表示目的序列的起始位置
//也就是说将begin到end所表示的元素拷贝到array指向的目的序列

//可以用copy实现内置数组的拷贝
int a1[]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
int a2[sizeof(a1)/sizeof(*a1)];//创建一个与a1一样大的数组
auto ret=copy(begin(a1),end(a1),a2);//把a1的内容拷贝到a2
//ret指向拷贝到a2的尾元素之后的位置
//copy返回的是目的位置迭代器增加完成的值。

此外还有replace算法，它将序列中所有等于给定值的元素都改为另一个值。

replace(v.begin(),v.end(),0,42);
//前两个参数指定输入序列范围，第三个参数表示要查找的值，第四个表示新的值

4、重排算法

某些算法会重排容器中元素的顺序，比如sort算法，它会让输入序列的元素变成有序的。

sort(begin(),end(),cmp);
//前两个参数指定要排序的范围，第三个参数可以是自己定义的比较函数

unique算法重排输入序列，将相邻的重复项“消除”，并返回一个指向没有重复值范围的末尾迭代器。

vectorwords={red,red,red,the,the,blue,slow,quick};
auto end_unique=unique(words.begin(),words.end());//words会变成以下序列
{red,the,blue,slow,quick,???,???,???}//???指代元素，不知道这些元素的值
end_unique迭代器会指向第一个问号所在位置

其中words的大小未改变，还是有10个元素。它只是覆盖相邻的重复元素，使得不重复元素出现在序列开始部分。end_unique迭代指向的元素及后面的元素依旧存在。
可以使用erase成员来实现真正的删除操作。

words.erase(end_unique,word.end());//把最后三个元素全部删除

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