alin的学习之路（STL篇：三）(仿函数，常见算法)

其他 2020-08-13 10:18:42 阅读次数: 0

alin的学习之路（STL篇：三）(仿函数，常见算法)

1. 函数对象（仿函数）

  1. 函数对象 超出了普通函数的概念，可以拥有自己的状态

    class myPrint {
public:
	void operator()(int num)
	{
		cout << num << endl;
		m_Count++;
	}
	int m_Count = 0;
};
void test01()
{
	myPrint p;
	p(10);
	p(20);
	p(30);
	p(40);

	//函数对象 超出了普通函数的概念，可以拥有自己的状态
	cout << "打印次数：" << p.m_Count << endl;
}

  2. 函数对象可以做函数参数

    class myPrint {
public:
	void operator()(int num)
	{
		cout << num << endl;
		m_Count++;
	}
	int m_Count = 0;
};
void print(myPrint p, int num)
{
	p(num);
}

int main()
{
	print(myPrint(), 10);

	system("pause");
	return EXIT_SUCCESS;
}

2.谓词

  1. 概念：返回值为bool的仿函数或者回调函数被称为谓词

  2. 一元谓词：函数参数只有一个

    //返回值为bool的仿函数称为谓词
class GreaterThen20
{
public:
	bool operator()(int val)
	{
		return val > 20;
	}
};

//一元谓词
void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(40);

	//找到第一个大于20的迭代器
	//pred需要填入谓词
	vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterThen20());
	if (it == v.end())
	{
		cout << "未找到" << endl;
	}
	else {
		cout << "找到了元素：" << *it << endl;
	}
}

  3. 二元谓词：函数参数有两个

    class myCompare {
public:
	bool operator()(int val1, int val2)
	{
		return val1 > val2;
	}
};

//二元谓词
void test02()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(40);

	//降序排序
	sort(v.begin(), v.end(), myCompare());
	for_each(v.begin(), v.end(), [](int val) {cout << val << endl; });
}

3.内建函数对象

  1. template T negate 取反仿函数

    //template<class T> T negate<T>//取反仿函数
void test01()
{
	negate<int> n;
	cout << n(10) << endl;
}

  2. template T plus 加法仿函数

    //template<class T> T plus<T>//加法仿函数
void test02()
{
	plus<int> pl;
	cout << pl(10, 20) << endl;
}

  3. template bool greater 大于

    //template<class T> bool greater<T>//大于
void test03()
{
	vector<int>v;

	v.push_back(10);
	v.push_back(20);
	v.push_back(40);
	v.push_back(30);
	v.push_back(50);

	//降序
	sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());
	for_each(v.begin(), v.end(), [](int val) {cout << val << " ";  });
	cout << endl;
}

  4. template bool logical_not 逻辑非

    //template<class T> bool logical_not<T>//逻辑非
void test04()
{
	vector<bool>v;

	v.push_back(true);
	v.push_back(false);
	v.push_back(true);
	v.push_back(false);

	for_each(v.begin(), v.end(), [](int val) {cout << val << " ";  });
	cout << endl;

	//使用transform函数搬移时，需要先做扩容，用resize
	vector<bool>v2;
	v2.resize(v.size());

	//参数：源开始，源结束，目标开始，进行的操作(仿函数)
	transform(v.begin(), v.end(), v2.begin(), logical_not<bool>());

	for_each(v2.begin(), v2.end(), [](int val) {cout << val << " "; });
	cout << endl;
}

    4.适配器

    1. 绑定函数对象和参数

      1. bind2nd 将函数对象与值绑定
      2. 继承public binary_function<int, int, void>
      3. operator函数加const
      class myPrint : public binary_function<int, int, void>     //<中的参数分别是operator的参数和operator的返回值>
{
public:
	void operator()(int val, int start) const
	{
		cout << val + start << endl;
	}
};


void test01()
{
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	int start = 0;
	cout << "请输入数据起始值:" << endl;
	cin >> start;

	for_each(v.begin(), v.end(), bind2nd(myPrint(),start));
}
//1.bind2nd 将函数对象与值绑定
//2.继承public binary_function<int, int, void>
//3.operator函数加const

    2. 取反适配器

      1. not1
      2. 继承public unary_function<int,bool>
      3. 加const
      4. unary_function<>是一个参数的继承类，binary_function<>是两个参数的
      class GreaterThanFive : public unary_function<int,bool>
{
public:
	bool operator()(int val) const
	{
		return val > 5;
	}

};
//取反适配器
void test02()
{
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	//vector<int>::iterator pos = find_if(v.begin(), v.end(), not1(GreaterThanFive()));
	vector<int>::iterator pos = find_if(v.begin(), v.end(), not1(bind2nd(greater<int>(),5)));
	if (pos == v.end())
	{
		cout << "未找到" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "找到了小于5的数字： " << *pos << endl;
	}

	//二元取反
	sort(v.begin(), v.end(), not2(less<int>()));
	for_each(v.begin(), v.end(), [](int val) {cout << val << " "; });
	cout << endl;
}

    3. 函数指针适配器

      • 将函数指针做适配 ptr_fun
      • 函数指针需要做绑定的话必须要先适配
      //函数指针适配器
void myPrint2(int val, int start)
{
	cout << val + start << endl;
}
void test03()
{
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	cout << "请输入起始累加的值： " << endl;
	int start = 0;
	cin >> start;
	//将函数指针做适配  ptr_fun 
	//函数指针需要做绑定的话必须要先适配
	for_each(v.begin(), v.end(), bind2nd(ptr_fun(myPrint2),start));
}

    4. 成员函数适配器

      • 使用成员函数，要使用成员函数适配器
      //成员函数适配器
class Person
{
public:
	Person(string name, int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	void show()
	{
		cout << "姓名：" << this->m_Name << " 年龄：" << this->m_Age << endl;
	}

	void addAge()
	{
		this->m_Age++;
	}
	int m_Age;
	string m_Name;
};

void myPrint04(Person&p)
{
	cout << "姓名： " << p.m_Name << " 年龄： " << p.m_Age << endl;
}

void test04()
{
	vector<Person>v;
	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);

	//使用全局的回调函数
	//for_each(v.begin(), v.end(), myPrint04);
	//使用成员函数，要使用成员函数适配器
	for_each(v.begin(), v.end(), mem_fun_ref(&Person::show));
	for_each(v.begin(), v.end(), mem_fun_ref(&Person::addAge));
	for_each(v.begin(), v.end(), mem_fun_ref(&Person::show));
}

4.常用遍历算法

  1. 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);

    void myPrint(int val)
{
	cout << val << " " ;
}

class MyPrint {
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
	}
};
void test01()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; ++i)
	{
		v.push_back(i);
	}
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
	cout << endl;

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

class MyPrint2 {
public:
	void operator()(int val)
	{
		cout << val << " ";
		this->m_Count++;
	}
	int m_Count;
};

void test02()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; ++i)
	{
		v.push_back(i);
	}
	//for_each如果用函数对象的方法，返回值是操作后的原对象
	MyPrint2 mp = for_each(v.begin(), v.end(), MyPrint2());
	cout << endl;

	cout << "打印次数：" << mp.m_Count << endl;

}

class MyPrint3 : public binary_function<int ,int ,void>
{
public:
	void operator()(int val,int start) const
	{
		cout << val + start << " ";
	}
};

void test03()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; ++i)
	{
		v.push_back(i);
	}

	for_each(v.begin(), v.end(), bind2nd(MyPrint3(),100));
	cout << endl;
}

  2. 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 _callback 回调函数或者函数对象
    @return 返回目标容器迭代器

    class MyTransform
{
public:
	int operator()(int val)
	{
		return val + 100;
	}
};

void test04()
{
	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; ++i)
	{
		v.push_back(i);
	}
	vector<int> vTarget;
	vTarget.resize(10);    //必须先扩容
	transform(v.begin(), v.end(), vTarget.begin(), MyTransform());
	for_each(vTarget.begin(), vTarget.end(), [](int val) {cout << val << " "; });
	cout << endl;

}

5.常用查找算法

  1. 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

    void test01()
{
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i + 1);
	}
	
	vector<int>::iterator ret = find(v.begin(), v.end(), 5);
	if (ret == v.end())
	{
		cout << "未找到" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "找到了元素： " << *ret << endl;
	}

}

class Person
{
public:
	Person(string name,int age)
	{
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	bool operator==(const Person& p) const       //注意要加上const
	{
		return p.m_Age == this->m_Age && p.m_Name == this->m_Name;
	}

	string m_Name;
	int m_Age;
};

void test02()
{
	vector<Person>v;

	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);

	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);

	Person p("bbb", 20);
	vector<Person>::iterator ret = find(v.begin(), v.end(), p);
	if (ret == v.end())
	{
		cout << "未找到" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "找到了元素 - 姓名： " << (*ret).m_Name << " 年龄： " << ret->m_Age << endl;
	}
}

  2. 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

    class MyFindIf : public binary_function<Person*,Person*,bool>
{
public:
	bool operator()(Person* p,Person* p2) const
	{
		return p->m_Age == p2->m_Age && p->m_Name == p2->m_Name;
	}
};

void test03()
{
	vector<Person*>v;

	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);

	v.push_back(&p1);
	v.push_back(&p2);
	v.push_back(&p3);
	v.push_back(&p4);

	Person* p = new Person("bbb", 20);

	//使用find_if确定对比的条件,可用来对比指针指向的内容
	vector<Person*>::iterator ret = find_if(v.begin(), v.end(), bind2nd(MyFindIf(), p));
	if (ret == v.end())
	{
		cout << "未找到" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "找到了元素 - 姓名：" << (*ret)->m_Name << " 年龄： " << (*ret)->m_Age << endl;
	}
}

  3. 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

    void test04()
{
	vector<int>v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	v.push_back(4);
	v.push_back(3);
	v.push_back(2);

	vector<int>::iterator ret = adjacent_find(v.begin(), v.end());
	if (ret == v.end())
	{
		cout << "未找到" << endl;
	}
	else {
		cout << "找到了元素：" << *ret << endl;
	}
}

  4. 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

    void test05()
{
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i + 1);
	}
	//使用时必须注意搜索序列是有序序列,否则会出现问题
	bool ret = binary_search(v.begin(), v.end(), 2);
	if (ret)
	{
		cout << "找到了" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "未找到" << endl;
	}
}

  5. 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 统计的元素
    @return int返回元素个数

    count_if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

    class MyCount:public binary_function<int,int,bool>
{
public:
	bool operator()(int val, int n) const
	{
		return val >= n;
	}
};

void test06()
{
	vector<int>v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	v.push_back(4);
	v.push_back(3);
	v.push_back(3);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);

	int cnt = count(v.begin(), v.end(), 3);
	cout << cnt << endl;

	//int cnt2 = count_if(v.begin(), v.end(), bind2nd(greater_equal<int>(), 3));
	int cnt2 = count_if(v.begin(), v.end(), bind2nd(MyCount(), 3));
	cout << cnt2 << endl;
}

6.常用排序算法

  1. merge算法 容器元素合并，并存储到另一容器中
    注意:两个容器必须是有序的
    @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

    void test01()
{
	vector<int>v1;
	vector<int>v2;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i + 1);
	}

	vector<int> vTarget;
	vTarget.resize(v1.size() + v2.size());

	//注意是将两个有序序列合并成一个有序序列，前提是都有序
	merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());
	for_each(vTarget.begin(), vTarget.end(), [](int val) {cout << val << " "; });
	cout << endl;
}

  2. sort算法 容器元素排序
    @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)

    void test02()
{
	vector<int>v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(30);
	v.push_back(40);
	v.push_back(20);
	v.push_back(50);

	sort(v.begin(), v.end());
	for_each(v.begin(), v.end(), [](int val) {cout << val << " "; });
	cout << endl;

	sort(v.begin(), v.end(),greater<int>());
	for_each(v.begin(), v.end(), [](int val) {cout << val << " "; });
	cout << endl;
}

  3. random_shuffle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

    void test03()
{
	srand((size_t)time(NULL));
	vector<int>v;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	random_shuffle(v.begin(), v.end());
	for_each(v.begin(), v.end(), [](int val) {cout << val << " "; });
	cout << endl;
}

  4. 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

    void test04()
{
	vector<int>v;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	reverse(v.begin(), v.end());
	for_each(v.begin(), v.end(), [](int val) {cout << val << " "; });
	cout << endl;
}

7.常用拷贝和替换算法

  1. 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

    void test01()
{
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	vector<int>v2;
	v2.resize(v.size());
	copy(v.begin(), v.end(), v2.begin());

    //可以用copy算法代替for_each的遍历打印
	copy(v2.begin(), v2.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));
	cout << endl;
}

  2. 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 newvalue 新元素

    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 newvalue 新元素

    class MyReplace
{
public:
	bool operator()(int val)
	{
		return val > 3;
	}
};
void test02()
{
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	replace(v.begin(), v.end(), 3, 300);
	copy(v.begin(), v.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));
	cout << endl;

	//replace_if(v.begin(), v.end(), MyReplace(), 300);
	replace_if(v.begin(), v.end(), bind2nd(greater<int>(),3), 300);

	copy(v.begin(), v.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));
	cout << endl;
}

  3. swap算法 互换两个容器的元素
    @param c1容器1
    @param c2容器2

    void test03()
{
	vector<int>v1;
	vector<int>v2;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i*10);
	}
	cout << "交换前v1和v2：" << endl;
	copy(v1.begin(), v1.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));
	cout << endl;
	copy(v2.begin(), v2.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));
	cout << endl;

	swap(v1, v2);

	cout << "交换后v1和v2：" << endl;
	copy(v1.begin(), v1.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));
	cout << endl;
	copy(v2.begin(), v2.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));
	cout << endl;

}

8.常用算术生成算法

  1. 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

    void test01()
{
	vector<int>v;
	for (int i = 1; i <= 100; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	//最后一个参数是累加的初始值
	int sum = accumulate(v.begin(), v.end(), 0);
	cout << "sum = " << sum << endl;
}

  2. 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 填充元素

    void test02()
{
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	fill(v.begin(), v.end(), 0);
	copy(v.begin(), v.end(), ostream_iterator<int>(cout," "));
	cout << endl;
}

9.常用集合算法

  1. 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

    void test01()
{
	vector<int>v1;
	vector<int>v2;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i + 5);
	}

	vector<int>vTarget; //目标容器
	vTarget.resize(min(v1.size(), v2.size()));
	vector<int>::iterator itEnd = set_intersection(v1.begin(),v1.end(), v2.begin(), v2.end(),vTarget.begin());
	copy(vTarget.begin(), itEnd, ostream_iterator<int>(cout, " "));
	cout << endl;
}

  2. 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

    void test02()
{
	vector<int>v1;
	vector<int>v2;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i + 5);
	}

	vector<int>vTarget; //目标容器
	vTarget.resize(v1.size()+v2.size());
	vector<int>::iterator itEnd = set_union(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());
	copy(vTarget.begin(), itEnd, ostream_iterator<int>(cout, " "));
	cout << endl;
}

  3. 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

     void test03()
{
	vector<int>v1;
	vector<int>v2;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v1.push_back(i);
		v2.push_back(i + 5);
	}

	vector<int>vTarget; //目标容器
	vTarget.resize(max(v1.size() , v2.size()));
	vector<int>::iterator itEnd = set_difference(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());
	copy(vTarget.begin(), itEnd, ostream_iterator<int>(cout, " "));
	cout << endl;
}

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