26 算法STL库

26.1 算法特点

使用迭代器指定范围，使用函数作为参数处理数据。

26.2 算法的两个主要泛型元素

1.模板提供泛型类型 2.迭代器提供数据的通用访问表示

26.3 算法分组

前三组定义在algorithm头文件中，最后一组定义在numeric头文件中 1.非修改序列操作组：对范围内的每个元素进行操作。这些操作保持容器不变；find(),for_each() 2.突变序列操作组：也可以对范围内的每个元素进行操作。可以改变或改变容器的内容(更改值或更改顺序)；transform(),random_shuffle(),copy() 3.排序和相关操作组：包括几个排序函数(包括sort())和各种其他函数，包括集合操作。 4.数据操作组：包括对范围内的数据求和、计算两个容器的内积、计算部分和、计算相邻差等等；它的操作主要是针对数组，因此vector是其主要操作容器

26.4 算法的一般性质

这个声明告诉你range形参必须是输入迭代器或更好的，指示结果位置的迭代器必须是输出形参或更好的：

template
OutputIterator copy(InputIterator first, InputIterator last, OutputIterator result);

根据处理后的元素被放在哪里对算法进行分类： 1.in-place algorithm：处理后的元素覆盖原始容器 2.copying algorithm：处理后的元素复制给别的容器 3.一些算法有两种版本：一个in-place algorithm版本，一个copying algorithm版本，比如transform()可以输出到别的容器，也允许输出给输入的容器。 STL约定给函数名添加 _ copy 后缀指定复制版本，复制版本将接收一个额外的输出迭代器参数，该参数指定结果的放置位置。

//一般版本
template
void replace(ForwardIterator first, ForwardIterator last, const T& old_value, const T& new_value);
//复制版本---返回的迭代器指向复制的最后一个值后面的一个位置。
template
OutputIterator replace_copy(InputIterator first, InputIterator last, OutputIterator result, const T& old_value, const T& new_value);

4.还有一种变体，根据对容器元素执行操作的返回条件(当返回true时执行)决定是否对该元素执行操作。 STL规定给函数名添加if后缀指定条件版本

template
void replace_if(ForwardIterator first, ForwardIterator last, Predicate pred, const T& new_value);//Predicate为返回一个bool值的仿函数

5.既是复制版本也是if版本，给函数名添加_copy_if后缀指定

26.5 注意事项

前面的ForwardIterator、InputIterator、Predicate等等都是STL给程序员的提示，但是编译器无法检查这些名称(C++没有真的实现这种类，只是一种理论) 如果使用了错误类型的迭代器，在编译器试图实例化模板时，您可能会看到一长串错误消息。

26.6 STL和string类

此处就是讲了对string字符串的排列 next_permutation(letters.begin(), letters.end())---就是对letters(string类)进行一个排列，不断获取排列(成功返回true)直到所有排列获取完成，函数返回false,只提供不重复的排列

26.7 函数 VS 容器方法

有些时候既可以使用函数也可以使用容器方法，但是建议使用容器方法，原因如下： 1.针对特定的容器，容器方法的实现更贴合 2.作为成员函数，可以使用模板类存储管理机制，可以根据需要调整容器的大小，虽然容器方法更合适，但是函数更泛化。

26.8 使用STL

STL是一个库，它的各个部分被设计成协同工作。STL组件是工具，但它们也是创建其他工具的构建块。使用STL的原则时尽量少自己敲代码。举例为：首先输入n个单词，然后将其存储及显示；不区分大小写地记录不重复的单词并存储显示，计算每个单词出现的次数并存储显示

26.9 举例

代码

/*
Project name :          _29Algorithms
Last modified Date:     2022年4月19日11点09分
Last Version:           V1.0
Descriptions:           算法
*/
/*
算法特点：使用迭代器指定范围，使用函数作为参数处理数据。
算法的两个主要泛型元素：1.模板提供泛型类型2.迭代器提供数据的通用访问表示
算法分组：前三组定义在algorithm头文件中，最后一组定义在numeric头文件中1.非修改序列操作组：对范围内的每个元素进行操作。这些操作保持容器不变；find(),for_each()2.突变序列操作组：也可以对范围内的每个元素进行操作。可以改变或改变容器的内容(更改值或更改顺序)；transform(),random_shuffle(),copy()3.排序和相关操作组：包括几个排序函数(包括sort())和各种其他函数，包括集合操作。4.数据操作组：包括对范围内的数据求和、计算两个容器的内积、计算部分和、计算相邻差等等；它的操作主要是针对数组，因此vector是其主要操作容器
算法的一般性质：使用InputIterator和OutputIterator说明需要使用的是输入迭代器templateOutputIterator copy(InputIterator first, InputIterator last,OutputIterator result);根据处理后的元素被放在哪里对算法进行分类：1.in-place algorithm：处理后的元素覆盖原始容器2.copying algorithm：处理后的元素复制给别的容器3.一些算法有两种版本：一个in-place algorithm版本，一个copying algorithm版本，比如transform()可以输出到别的容器，也允许输出给输入的容器。STL约定给函数名添加_copy后缀指定复制版本，复制版本将接收一个额外的输出迭代器参数，该参数指定结果的放置位置。//一般版本templatevoid replace(ForwardIterator first, ForwardIterator last,const T& old_value, const T& new_value);//复制版本---返回的迭代器指向复制的最后一个值后面的一个位置。templateOutputIterator replace_copy(InputIterator first, InputIterator last,OutputIterator result,const T& old_value, const T& new_value);4.还有一种变体，根据 对容器元素执行操作 的返回条件(当返回true时执行)决定是否对该元素执行操作。STL规定给函数名添加_if后缀指定条件版本templatevoid replace_if(ForwardIterator first, ForwardIterator last,Predicate pred, const T& new_value);//Predicate为返回一个bool值的伪函数5.既是复制版本也是if版本，给函数名添加_copy_if后缀指定
注意事项：前面的ForwardIterator、InputIterator、Predicate等等都是STL给程序员的提示，但是编译器无法检查这些名称(C++没有真的实现这种类，只是一种理论)如果使用了错误类型的迭代器，在编译器试图实例化模板时，您可能会看到一长串错误消息。
STL和string类此处就是讲了对string字符串的排列next_permutation(letters.begin(), letters.end())---就是对letters(string类)进行一个排列，不断获取排列(成功返回true)直到所有排列获取完成，函数返回false只提供不重复的排列
函数 VS 容器方法：有些时候既可以使用函数也可以使用容器方法，但是建议使用容器方法，原因如下：1.针对特定的容器，容器方法的实现更贴合2.作为成员函数，可以使用模板类存储管理机制，可以根据需要调整容器的大小虽然容器方法更合适，但是函数更泛化。
使用STL：STL是一个库，它的各个部分被设计成协同工作。STL组件是工具，但它们也是创建其他工具的构建块。使用STL的原则时尽量少自己敲代码。举例为：首先输入n个单词，然后将其存储及显示；不区分大小写地记录不重复的单词并存储显示，计算每个单词出现的次数并存储显示
*/


// strgstl.cpp -- applying the STL to a string
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;
void Show(int);
const int LIM = 10;

char toLower(char ch) { return tolower(ch); }//int tolower(int)---toLower()这个函数是为了兼容本举例要求而写
string& ToLower(string& st);
void display(const string& s);
int main()
{string letters;cout << "string class and STL**************************************************************" << endl;cout << "Enter the letter grouping (quit to quit): ";while (cin >> letters && letters != "quit"){cout << "Permutations of " << letters << endl;sort(letters.begin(), letters.end());cout << letters << endl;while (next_permutation(letters.begin(), letters.end()))cout << letters << endl;cout << "Enter next sequence (quit to quit): ";}cout << "Functions Versus Container Methods***********************************************" << endl;int ar[LIM] = { 4, 5, 4, 2, 2, 3, 4, 8, 1, 4 };list la(ar, ar + LIM);list lb(la);cout << "Original list contents:\n\t";for_each(la.begin(), la.end(), Show);cout << endl;la.remove(4);//此处自动调整大小cout << "After using the remove() method:\n";cout << "la:\t";for_each(la.begin(), la.end(), Show);cout << endl;list::iterator last;last = remove(lb.begin(), lb.end(), 4);//此处没有自动调整大小，而只是返回了移除元素后列表的endcout << "After using the remove() function:\n";cout << "lb:\t";for_each(lb.begin(), lb.end(), Show);cout << endl;lb.erase(last, lb.end());//需要手动使用成员函数list.erase()调整大小cout << "After using the erase() method:\n";cout << "lb:\t";for_each(lb.begin(), lb.end(), Show);cout << endl;cout << "Using the STL******************************************************************" << endl;vector words;cout << "Enter words (enter quit to quit):\n";string input;while (cin >> input && input != "quit")  //输入字符串words.push_back(input);cout << "You entered the following words:\n";for_each(words.begin(), words.end(), display);  //显式初始字符串cout << endl;// place words in set, converting to lowercaseset wordset;transform(words.begin(), words.end(),insert_iterator >(wordset, wordset.begin()),ToLower);//将字符串转换为小写后将其复制到set中，set中不允许重复元素，且根据字符自动排序cout << "\nAlphabetic list of words:\n";for_each(wordset.begin(), wordset.end(), display);//显示setcout << endl;// place word and frequency in mapmap wordmap;set::iterator si;for (si = wordset.begin(); si != wordset.end(); si++)wordmap[*si] = count(words.begin(), words.end(), *si);//计算各个单词出现的次数，并将其按键值和值存储到map中// display map contentscout << "\nWord frequency:\n";for (si = wordset.begin(); si != wordset.end(); si++)cout << *si << ": " << wordmap[*si] << endl;//显示键值和值
return 0;
}

void Show(int v)
{std::cout << v << ' ';
}

//这个函数将字符串所有字符转换为小写
string& ToLower(string& st)
{transform(st.begin(), st.end(), st.begin(), toLower);return st;
}
void display(const string& s)
{cout << s << " ";
}

运行结果

string class and STL**************************************************************
Enter the letter grouping (quit to quit): liy
Permutations of liy
ily
iyl
liy
lyi
yil
yli
Enter next sequence (quit to quit): quit
Functions Versus Container Methods***********************************************
Original list contents:4 5 4 2 2 3 4 8 1 4
After using the remove() method:
la:     5 2 2 3 8 1
After using the remove() function:
lb:     5 2 2 3 8 1 4 8 1 4
After using the erase() method:
lb:     5 2 2 3 8 1
Using the STL******************************************************************
Enter words (enter quit to quit):
lit quit
You entered the following words:
lit

Alphabetic list of words:
lit

Word frequency:
lit: 1

D:\Prj\_C++Self\_29Algorithms\x64\Debug\_29Algorithms.exe (进程 2996)已退出，代码为 0。
要在调试停止时自动关闭控制台，请启用“工具”->“选项”->“调试”->“调试停止时自动关闭控制台”。
按任意键关闭此窗口. . .

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