从零开始学C++之STL（七）：剩下5种算法代码分析与使用示例（remove 、rotate 、sort、lower_bound、accumulate）...

一、移除性算法 （remove）

 

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// TEMPLATE FUNCTION remove_copy
 template <  class _InIt,
          class _OutIt,
          class _Ty >  inline
_OutIt _Remove_copy(_InIt _First, _InIt _Last,
                    _OutIt _Dest,  const _Ty &_Val, _Range_checked_iterator_tag)
{
     // copy omitting each matching _Val
    _DEBUG_RANGE(_First, _Last);
    _DEBUG_POINTER(_Dest);
     for (; _First != _Last; ++_First)
         if (!(*_First == _Val))
            *_Dest++ = *_First;
     return (_Dest);
}


template <  class _InIt,
          class _OutIt,
          class _Ty >  inline
_OutIt unchecked_remove_copy(_InIt _First, _InIt _Last,
                             _OutIt _Dest,  const _Ty &_Val)
{
     // copy omitting each matching _Val
     return _STD _Remove_copy(_CHECKED_BASE(_First), _CHECKED_BASE(_Last), _Dest, _Val,
                             _STD _Range_checked_iterator_tag());
}


// TEMPLATE FUNCTION remove
 template <  class _FwdIt,
          class _Ty >  inline
_FwdIt remove(_FwdIt _First, _FwdIt _Last,  const _Ty &_Val)
{
     // remove each matching _Val
    _First = find(_First, _Last, _Val);
     if (_First == _Last)
         return (_First);     // empty sequence, all done
     else
    {
         // nonempty sequence, worth doing
        _FwdIt _First1 = _First;
         return (_STDEXT unchecked_remove_copy(++_First1, _Last, _First, _Val));
    }
}

 

 

如下图所示：


假设现在想要remove 的元素是3，则传入到 _Remove_copy 函数的3个参数如上图第一行所示，Val 即3。


接着遍历First ~ Last 区间的元素，将非移除元素拷贝到前面，覆盖前面的元素，最后的指向如图，函数返回的是Dest 位置，如下代


码所示：


for (; _First != _Last; ++_First)


 if (!(*_First == _Val))


            *_Dest++ = *_First;


由上图可看出移除性算法并没有改变元素的个数，如果要真正删除，可以将remove 的返回值传入erase 进行删除，如：


v.erase(remove(v.begin(), v.end(), 3), v.end()); 即会将后面两个元素4 和 5 删除掉。


示例代码1：

 

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#include <iostream>
#include <vector>
#include <list>
#include <algorithm>
using  namespace std;

void print_element( int n)
{
    cout << n <<  ' ';
}


int main( void)
{
     int a[] = {  1,  3,  2,  3,  4,  5 };
    vector< int> v(a, a +  6);

    for_each(v.begin(), v.end(), print_element);
    cout << endl;

     /*remove(v.begin(), v.end(), 3);
    for_each(v.begin(), v.end(), print_element);
    cout<<endl;*/

    v.erase(remove(v.begin(), v.end(),  3), v.end());
    for_each(v.begin(), v.end(), print_element);
    cout << endl;

     return  0;
}

 

 

二、变序性算法（ rotate）

 

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template< class _FwdIt>  inline
void rotate(_FwdIt _First, _FwdIt _Mid, _FwdIt _Last)
{
     // rotate [_First, _Last)
     if (_First != _Mid && _Mid != _Last)
        _Rotate(_CHECKED_BASE(_First), _CHECKED_BASE(_Mid), _CHECKED_BASE(_Last), _Iter_cat(_First));
}

 

rotate 调用了_Rotate，实际上_Rotate 继续调用了某个函数，内部实现代码比较长，而且不容易看懂，这边可以看一下简易的等价


版本实现，来自这里，如下：

 

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template < class ForwardIterator>
void rotate (ForwardIterator first, ForwardIterator middle,
             ForwardIterator last)
{
    ForwardIterator next = middle;
     while (first != next)
    {
        swap (*first++, *next++);
         if (next == last) next = middle;
         else  if (first == middle) middle = next;
    }
}

 

 

假设一个容器有 1 2 3 4 5 6 六个元素，现在想把 1 2 放到后面去，可以这样写 rotate(v.begin(), v.begin()+2, v.end());  如下图所示：


即将first 与 next 对应的元素互换且不断向前推进，直到first == next 为止。


三、排序算法 （sort）

 

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template< class _RanIt>  inline
void sort(_RanIt _First, _RanIt _Last)
{
     // order [_First, _Last), using operator<
    _DEBUG_RANGE(_First, _Last);
    std::_Sort(_CHECKED_BASE(_First), _CHECKED_BASE(_Last), _Last - _First);
}

template <  class _RanIt,
          class _Pr >  inline
void sort(_RanIt _First, _RanIt _Last, _Pr _Pred)
{
     // order [_First, _Last), using _Pred
    _DEBUG_RANGE(_First, _Last);
    _DEBUG_POINTER(_Pred);
    std::_Sort(_CHECKED_BASE(_First), _CHECKED_BASE(_Last), _Last - _First, _Pred);
}

 

 

sort 重载了两个版本，第一个版本只有2个参数，默认按从小到大排序（using operator<)；第二个版本有三个参数，即可以自定义比较逻辑


（_Pred）。它们都调用了标准库的std::_Sort， 跟踪进去发现比较复杂，在_Sort 内会根据一些条件选择不同的排序方式，如标准库的堆排序，合并


排序，插入排序等等。站在使用的角度看，没必要去深究，但如果是想学习相关的排序，那是很好的资源。


示例代码2：

 

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#include <iostream>
#include <vector>
#include <list>
#include <algorithm>
using  namespace std;

void print_element( int n)
{
    cout << n <<  ' ';
}

bool my_greater( int a,  int b)
{
     return a > b;
}

int main( void)
{
     int a[] = {  1,  2,  3,  4,  5,  6 };
    vector< int> v(a, a +  6);

    for_each(v.begin(), v.end(), print_element);
    cout << endl;

    rotate(v.begin(), v.begin() +  2, v.end());
    for_each(v.begin(), v.end(), print_element);
    cout << endl;

    sort(v.begin(), v.end());
    for_each(v.begin(), v.end(), print_element);
    cout << endl;

    sort(v.begin(), v.end(), my_greater);
    for_each(v.begin(), v.end(), print_element);
    cout << endl;

     return  0;
}

 

 


四、已序区间算法 （lower_bound 、upper_bound）


使用这些算法的前提是区间已经是有序的。

 

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// TEMPLATE FUNCTION lower_bound
 template <  class _FwdIt,
          class _Ty,
          class _Diff >  inline
_FwdIt _Lower_bound(_FwdIt _First, _FwdIt _Last,  const _Ty &_Val, _Diff *)
{
     // find first element not before _Val, using operator<
    _DEBUG_ORDER_SINGLE(_First, _Last,  true);
    _Diff _Count =  0;
    _Distance(_First, _Last, _Count);

     for (;  0 < _Count; )
    {
         // divide and conquer, find half that contains answer
        _Diff _Count2 = _Count /  2;
        _FwdIt _Mid = _First;
        std::advance(_Mid, _Count2);
        _DEBUG_ORDER_SINGLE(_Mid, _Last,  false);

         if (_DEBUG_LT(*_Mid, _Val))
            _First = ++_Mid, _Count -= _Count2 +  1;
         else
            _Count = _Count2;
    }
     return (_First);
}

template <  class _FwdIt,
          class _Ty >  inline
_FwdIt lower_bound(_FwdIt _First, _FwdIt _Last,  const _Ty &_Val)
{
     // find first element not before _Val, using operator<
    _ASSIGN_FROM_BASE(_First,
                      _Lower_bound(_CHECKED_BASE(_First), _CHECKED_BASE(_Last), _Val, _Dist_type(_First)));
     return _First;
}

 

 

lower_bound() 返回第一个“大于等于给定值" 的元素位置，其实还重载了另一个low_bound 版本，如下：


 

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// TEMPLATE FUNCTION lower_bound WITH PRED
 template <  class _FwdIt,
          class _Ty,
          class _Diff,
          class _Pr >  inline
_FwdIt _Lower_bound(_FwdIt _First, _FwdIt _Last,
                     const _Ty &_Val, _Pr _Pred, _Diff *)

 

 

也就是可以自定义比较逻辑，需要注意的是如果使用这个版本，那么区间应该本来就是按comp 方法排序的，如下面这句话：


The elements are compared using operator< for the first version, and comp for the second. The elements in the range shall already

 be sorted according to this same criterion (operator< or comp), or at least partitioned with respect to val.


由于是已序区间，所以函数内用的是二分查找，而两个版本主要的代码不同在于：


_DEBUG_LT(*_Mid, _Val)


_DEBUG_LT_PRED(_Pred, *_Mid, _Val)


upper_bound 与 lower_bound 类似，不过返回的是第一个”大于给定值“ 的元素位置。


示例代码3：

 

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#include <iostream>
#include <vector>
#include <list>
#include <algorithm>
using  namespace std;

void print_element( int n)
{
    cout << n <<  ' ';
}


int main( void)
{
     int a[] = {  1,  10,  10,  14,  15,  16 };
    vector< int> v(a, a +  6);

    for_each(v.begin(), v.end(), print_element);
    cout << endl;

    vector< int>::iterator it;
    it = lower_bound(v.begin(), v.end(),  10);
     if (it != v.end())
    {
        cout << it - v.begin() << endl;
    }

    it = upper_bound(v.begin(), v.end(),  10);
     if (it != v.end())
    {
        cout << it - v.begin() << endl;
    }

     return  0;
}

 

 


五、数值算法（accumulate）


 

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// TEMPLATE FUNCTION accumulate
 template <  class _InIt,
          class _Ty >  inline
_Ty _Accumulate(_InIt _First, _InIt _Last, _Ty _Val)
{
     // return sum of _Val and all in [_First, _Last)
    _DEBUG_RANGE(_First, _Last);
     for (; _First != _Last; ++_First)
        _Val = _Val + *_First;
     return (_Val);
}

template <  class _InIt,
          class _Ty >  inline
_Ty accumulate(_InIt _First, _InIt _Last, _Ty _Val)
{
     // return sum of _Val and all in [_First, _Last)
     return _Accumulate(_CHECKED_BASE(_First), _CHECKED_BASE(_Last), _Val);
}

// TEMPLATE FUNCTION accumulate WITH BINOP
 template <  class _InIt,
          class _Ty,
          class _Fn2 >  inline
_Ty _Accumulate(_InIt _First, _InIt _Last, _Ty _Val, _Fn2 _Func)
{
     // return sum of _Val and all in [_First, _Last), using _Func
    _DEBUG_RANGE(_First, _Last);
    _DEBUG_POINTER(_Func);
     for (; _First != _Last; ++_First)
        _Val = _Func(_Val, *_First);
     return (_Val);
}

template <  class _InIt,
          class _Ty,
          class _Fn2 >  inline
_Ty accumulate(_InIt _First, _InIt _Last, _Ty _Val, _Fn2 _Func)
{
     // return sum of _Val and all in [_First, _Last), using _Func
     return _Accumulate(_CHECKED_BASE(_First), _CHECKED_BASE(_Last), _Val, _Func);
}

 


accumulate 重载了两个版本，第一个版本实现的是累加，第二个版本带_Func 参数，可以自定义计算，比如累乘等。代码都比较好理解，就不赘述


了。看下面的示例代码4：

 

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#include <iostream>
#include <vector>
#include <list>
#include <algorithm>
#include <numeric>
using  namespace std;

void print_element( int n)
{
    cout << n <<  ' ';
}

int mult( int a,  int b)
{
     return a * b;
}

int main( void)
{
     int a[] = {  1,  2,  3,  4,  5 };
    vector< int> v(a, a +  5);

    for_each(v.begin(), v.end(), print_element);
    cout << endl;

     // 累加
    cout << accumulate(v.begin(), v.end(),  0) << endl;

     // 累乘
    cout << accumulate(v.begin(), v.end(),  1, mult) << endl;

     return  0;
}

 

 

 

参考：

C++ primer 第四版
Effective C++ 3rd
C++编程规范


 

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晁錯論 〈晁錯論〉 天下之患&#xff0c;最不可為者&#xff0c;名為治平無事&#xff0c;而其實有不測之憂。坐觀其變&#xff0c;而不為之所 &#xff0c;則恐至於不可救&#xff1b;起而強為之&#xff0c;則天下狃於治平之安而不吾信。惟仁人君子豪傑之士&#xff0c; 為能…
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关于面试，避开这几点，成功几率更大~~~

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概述 又是一个大学毕业季&#xff0c;刚好最近几年参与过很多面试&#xff0c;把其中遇到的一些具有“代表性”的面试场景总结出来和小伙伴聊聊&#xff0c;助力小伙伴跳过一些面试大坑(强烈希望)。对于面试&#xff0c;有很多小伙伴认为只是聊技术、聊能力&#xff0c;其实不仅…
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脚本语言php是什么意思,php是什么脚本语言

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PHP是一种简单的&#xff0c;面向对象的&#xff0c;解释型的&#xff0c;健壮的&#xff0c;安全的&#xff0c;性能非常之高的&#xff0c;独立于架构的&#xff0c;可移植的&#xff0c;动态的脚本语言。PHP具有和JAVA类似的Class关键字。因为不需要虚拟机&#xff0c;以致速…
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[IOS地图开发系类]2、位置解码CLGeocoder

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2019独角兽企业重金招聘Python工程师标准>>> 接第一步的操作&#xff0c;获取到地址信息经纬度后&#xff0c;我们可以对其进行解码&#xff0c;解码采用的CLGeocoder这个类&#xff0c;使用方式如下&#xff1a; 1、在ViewControlelr.m文件中声明一个CLGeocoder的…
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