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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全世界只有3.14 %的人关注了青少年数学之旅丘成桐教授与蕉岭县乡亲们亲切交谈国际数学大师、阿贝尔奖获得者辛格评价丘成桐&#xff1a;“即使在哈佛&#xff0c;一个人就是一个数学系”《数学界的国王》是美国《纽约时报》刊登丘成桐人物报道的标题&#xff0c;此报道更是《纽…
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你的密码已泄露！使用C#阻止弱密码

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虽然&#xff0c;我们为了安全考虑&#xff0c;在注册用户时会检查密码规则&#xff0c;避免弱密码&#xff0c;比如百度的注册页面&#xff1a; 但是&#xff0c;现在的黑客也不会傻到用穷举的办法生成密码去攻击网站&#xff0c;更常用的方式是使用已泄露密码生成的字典。那这…
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SVN的VS.NET插件——AnkhSVN

SVN的VS.NET插件——AnkhSVN

用了几个月SubVersionTortoiseSVN&#xff0c;感觉很不错。唯一美中不足的就是TortoiseSVN是在WINDOWS资源管理中进行操作的&#xff0c;在实际开发中&#xff0c;项目中新建了个文件&#xff0c;经常会忘记了将文件加入SVN管理。这样在下次提交时这个文件就不会被提交&#xf…
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中国人数学好，数学思维差？

中国人数学好，数学思维差？

小天经常可以看到在微博热搜吐槽歪果仁数学不好的段子&#xff0c;比如6.8&#xff0c;我们习惯给11.8&#xff0c;让收银员找5块钱&#xff0c;但歪果仁就不行啦&#xff0c;这样他们会更乱&#xff01;所以我们容易觉得中国人数学好&#xff0c;算数特别快还准&#xff01;但…
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