C++11标准模板(STL)- 算法(std::set_difference)

定义于头文件 

算法库提供大量用途的函数(例如查找、排序、计数、操作),它们在元素范围上操作。注意范围定义为 [first, last) ,其中 last 指代要查询或修改的最后元素的后一个元素。

计算两个集合的差集

std::set_difference
template< class InputIt1, class InputIt2, class OutputIt >

OutputIt set_difference( InputIt1 first1, InputIt1 last1,
                         InputIt2 first2, InputIt2 last2,

                         OutputIt d_first );
(1) (C++20 前)
template< class InputIt1, class InputIt2, class OutputIt >

constexpr OutputIt set_difference( InputIt1 first1, InputIt1 last1,
                                   InputIt2 first2, InputIt2 last2,

                                  OutputIt d_first );
(C++20 起)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt1, class ForwardIt2, class ForwardIt3 >

ForwardIt3 set_difference( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt1 first1, ForwardIt1 last1,
                           ForwardIt2 first2, ForwardIt2 last2,

                           ForwardIt3 d_first );
(2) (C++17 起)
template< class InputIt1, class InputIt2,

          class OutputIt, class Compare >
OutputIt set_difference( InputIt1 first1, InputIt1 last1,
                         InputIt2 first2, InputIt2 last2,

                         OutputIt d_first, Compare comp );
(3) (C++20 前)
template< class InputIt1, class InputIt2,

          class OutputIt, class Compare >
constexpr OutputIt set_difference( InputIt1 first1, InputIt1 last1,
                                   InputIt2 first2, InputIt2 last2,

                                   OutputIt d_first, Compare comp );
(C++20 起)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt1, class ForwardIt2,

          class ForwardIt3, class Compare >
ForwardIt3 set_difference( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt1 first1, ForwardIt1 last1,
                           ForwardIt2 first2, ForwardIt2 last2,

                           ForwardIt3 d_first, Compare comp );
(4) (C++17 起)

复制来自已排序范围 [first1, last1) 并且不在已排序范围 [first2, last2) 中找到的元素到始于 d_first 的范围。

结果范围亦已排序。单独对待等价元素,即若某元素在 [first1, last1) 中找到 n 次而在 [first2, last2) 中找到 m 次,则它将被准确复制 std::max(m-n, 0) 次到 d_first 。结果范围不能与任一输入范围重叠。

1) 用 operator< 比较元素,而范围必须对于相同者排序。

3) 用给定的二元比较函数 comp 比较元素,而范围必须对于相同者排序。

2,4) 同 (1,3) ,但按照 policy 执行。这些重载仅若 std::is_execution_policy_v> 为 true 才参与重载决议。

参数

first1, last1 - 要检验的元素范围
first2, last2 - 要搜索的元素范围
policy - 所用的执行策略。细节见执行策略。
comp - 比较函数对象(即满足比较 (Compare) 概念的对象),若第一参数小于(即序于)第二参数则返回 ​true 。

比较函数的签名应等价于如下:

 bool cmp(const Type1 &a, const Type2 &b);

虽然签名不必有 const & ,函数也不能修改传递给它的对象,而且必须接受(可为 const 的)类型 Type1Type2 的值,无关乎值类别(从而不允许 Type1 & ,亦不允许 Type1 ,除非 Type1 的移动等价于复制 (C++11 起))。
类型 Type1 与 Type2 必须使得 InputIt1 与 InputIt2 类型的对象在解引用后能隐式转换到 Type1 与 Type2 两者。 ​

类型要求
- InputIt1, InputIt2 必须满足遗留输入迭代器 (LegacyInputIterator) 的要求。
- OutputIt 必须满足遗留输出迭代器 (LegacyOutputIterator) 的要求。
- ForwardIt1, ForwardIt2, ForwardIt3 必须满足遗留向前迭代器 (LegacyForwardIterator) 的要求。

返回值

构造的范围的尾后迭代器。

复杂度

至多 2·(N1+N2-1) 次比较,其中 N1 = std::distance(first1, last1) 而 N2 = std::distance(first2, last2) 。

异常

拥有名为 ExecutionPolicy 的模板形参的重载按下列方式报告错误:

  • 若作为算法一部分调用的函数的执行抛出异常,且 ExecutionPolicy 为标准策略之一,则调用 std::terminate 。对于任何其他 ExecutionPolicy ,行为是实现定义的。
  • 若算法无法分配内存,则抛出 std::bad_alloc 。

可能的实现

 版本一

template
OutputIt set_difference(InputIt1 first1, InputIt1 last1,
                        InputIt2 first2, InputIt2 last2,
                        OutputIt d_first)
{
    while (first1 != last1) {
        if (first2 == last2) return std::copy(first1, last1, d_first);
 
        if (*first1 < *first2) {
            *d_first++ = *first1++;
        } else {
            if (! (*first2 < *first1)) {
                ++first1;
            }
            ++first2;
        }
    }
    return d_first;
}

版本二

template
OutputIt set_difference( InputIt1 first1, InputIt1 last1,
                         InputIt2 first2, InputIt2 last2,
                         OutputIt d_first, Compare comp)
{
    while (first1 != last1) {
        if (first2 == last2) return std::copy(first1, last1, d_first);
 
        if (comp(*first1, *first2)) {
            *d_first++ = *first1++;
        } else {
            if (!comp(*first2, *first1)) {
                ++first1;
            }
            ++first2;
        }
    }
    return d_first;
}

调用示例

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

using namespace std;

struct Cell
{
    int x;
    int y;

    Cell &operator +=(const Cell &cell)
    {
        x += cell.x;
        y += cell.y;
        return *this;
    }

    bool operator <(const Cell &cell) const
    {
        if (x == cell.x)
        {
            return y < cell.y;
        }
        else
        {
            return x < cell.x;
        }
    }
};

std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const Cell &cell)
{
    os << "{" << cell.x << "," << cell.y << "}";
    return os;
}

int main()
{
    srand((unsigned)time(NULL));;

    std::cout.setf(std::ios_base::boolalpha);

    auto func1 = []()
    {
        int n = std::rand() % 10 + 100;
        Cell cell{n, n};
        return cell;
    };

    // 初始化cells1
    vector cells1(8);
    std::generate(cells1.begin(), cells1.end(), func1);

    // 排序cells1
    std::stable_sort(cells1.begin(), cells1.end());

    // 打印cells1
    std::cout << "cells 1 :     ";
    std::copy(cells1.begin(), cells1.end(), std::ostream_iterator(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;

    // 初始化cells2
    vector cells2(5);
    std::generate(cells2.begin(), cells2.end(), func1);
    // 排序cells2
    std::stable_sort(cells2.begin(), cells2.end());

    // 打印cells2
    std::cout << "cells 2 :     ";
    std::copy(cells2.begin(), cells2.end(), std::ostream_iterator(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;

    vector cells3(cells1.size());
    using CIt = std::vector::iterator;
    CIt last = std::set_difference(cells1.begin(), cells1.end(), cells2.begin(), cells2.end(), cells3.begin());

    // 打印cells3
    std::cout << "cells 3 :     ";
    std::copy(cells3.begin(), last, std::ostream_iterator(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;
    std::cout << std::endl;


    auto is_sortf = [](const Cell & a, const Cell & b)
    {
        if (a.x == b.x)
        {
            return a.y > b.y;
        }
        return a.x > b.x;
    };

    // 初始化cells4
    vector cells4(8);
    std::generate(cells4.begin(), cells4.end(), func1);

    // 排序cells4
    std::stable_sort(cells4.begin(), cells4.end(), is_sortf);

    // 打印cells4
    std::cout << "cells 4 :     ";
    std::copy(cells4.begin(), cells4.end(), std::ostream_iterator(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;

    // 初始化cells5
    vector cells5(5);
    std::generate(cells5.begin(), cells5.end(), func1);

    // 排序cells5
    std::stable_sort(cells5.begin(), cells5.end(), is_sortf);

    // 打印cells5
    std::cout << "cells 5 :     ";
    std::copy(cells5.begin(), cells5.end(), std::ostream_iterator(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;

    vector cells6;
    std::set_difference(cells4.begin(), cells4.end(), cells5.begin(), cells5.end(), std::back_inserter(cells6), is_sortf);

    // 打印cells6
    std::cout << "cells 6 :     ";
    std::copy(cells6.begin(), cells6.end(), std::ostream_iterator(std::cout, " "));
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

输出

C++11标准模板(STL)- 算法(std::set_difference)_第1张图片

 

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