C++常用算法

排序算法

• sort (first, last)
  对容器或普通数组中 [first, last) 范围内的元素进行排序，默认进行升序排序。
• stable_sort (first, last)
  和 sort() 函数功能相似，不同之处在于，对于 [first, last) 范围内值相同的元素，该函数不会改变它们的相对位置。
• partial_sort (first, middle, last)
  从 [first,last) 范围内，筛选出 muddle-first 个最小的元素并排序存放在 [first，middle) 区间中。
• partial_sort_copy (first, last, result_first, result_last)
  从 [first, last) 范围内筛选出 result_last-result_first 个元素排序并存储到 [result_first, result_last) 指定的范围中。
• is_sorted (first, last)
  检测 [first, last) 范围内是否已经排好序，默认检测是否按升序排序。
• is_sorted_until (first, last)
  和 is_sorted() 函数功能类似，唯一的区别在于，如果 [first, last) 范围的元素没有排好序，则该函数会返回一个指向首个不遵循排序规则的元素的迭代器。
• void nth_element (first, nth, last)
  找到 [first, last) 范围内按照排序规则（默认按照升序排序）应该位于第 nth 个位置处的元素，并将其放置到此位置。同时使该位置左侧的所有元素都比其存放的元素小，该位置右侧的所有元素都比其存放的元素大。

合并算法

merge() 函数用于将 2 个有序序列合并为 1 个有序序列，前提是这 2 个有序序列的排序规则相同（要么都是升序，要么都是降序）

#include
using namespace std;
int main(){
	int a[10]={1,2,2,3,5,7,9};
	int b[10]={0,4,4,5,8,10};
	int c[20];
	merge(a,a+7,b,b+6,c);
	for(int i=0;i<13;i++){
		cout<<c[i]<<" ";
	}
	return 0;
} 

查找算法

• find(first,last,val)
  其中，first 和 last 为输入迭代器，[first, last) 用于指定该函数的查找范围；val 为要查找的目标元素

#include
using namespace std;
int main(){
	vector<int>v{1,2,2,3,5,7,9};
	int b[10]={0,4,4,5,8,10};
	int c[20];
	auto it=find(v.begin(),v.end(),3);
	if (it!=v.end())
        cout << "查找成功：" << *it;
    else
        cout << "查找失败";
	return 0;
} 

• find_if(first,last,pred)
  first 和 last 都为输入迭代器，其组合 [first, last) 用于指定要查找的区域；pred 用于自定义查找规则。

#include
using namespace std;
bool mycomp(const int& i) {
    return ((i % 2) == 0);
}
int main(){
	vector<int>v{1,2,2,3,5,7,9};
	int b[10]={0,4,4,5,8,10};
	int c[20];
	auto it=find_if(v.begin(),v.end(),mycomp);
	if (it!=v.end())
        cout << "查找成功：" << *it;
    else
        cout << "查找失败";
	return 0;
} 

• find_if_not(first,last,pred)
  find_if_not() 函数和 find_if() 函数的功能恰好相反，通过上面的学习我们知道，find_if() 函数用于查找符合谓词函数规则的第一个元素，而 find_if_not() 函数则用于查找第一个不符合谓词函数规则的元素。

• find_end(first1, last1,first2, last2,pred)
  其组合 [first1, last1) 用于指定查找范围（也就是上面例子中的序列 A）其组合 [first2, last2) 用于指定要查找的序列（也就是上面例子中的序列 B）pred自定义查找规则

#include
using namespace std;
bool mycomp(const int& i) {
    return ((i % 2) == 0);
}
int main(){
	vector<int> v{ 1,2,3,4,8,12,18,1,2,3 };
    int myarr[] = { 1,2,3 };
    //调用第一种语法格式
    auto it = find_end(v.begin(), v.end(), myarr, myarr + 3);
    if (it != v.end()) {
        cout << "最后一个{1,2,3}的起始位置为：" << it - v.begin() << ",*it = " << *it << endl;
    }
	return 0;
} 

• find_first_of(first1, last1,first2, last2,pred)
  find_first_of() 函数用于在 [first1, last1) 范围内查找和 [first2, last2) 中任何元素相匹配的第一个元素。如果匹配成功，该函数会返回一个指向该元素的输入迭代器；反之，则返回一个和 last1 迭代器指向相同的输入迭代器。

• adjacent_find(first,last,pred) 函数用于在指定范围内查找 2 个连续相等的元素。

#include
using namespace std;
int main(){
	vector<int> v{ 5,20,5,30,30,20,10,10,20 };
    auto it = adjacent_find(v.begin(), v.end());
    if (it != v.end()) {
        cout << *it << '\n';
    }
	return 0;
} 

• search(first1, last1,first2, last2,pred)
  其功能恰好和 find_end() 函数相反，用于在序列 A 中查找序列 B 第一次出现的位置。
• search_n(first1, last1,first2, last2,pred)
  用于在指定区域内查找第一个符合要求的子序列。不同之处在于，search查找的子序列中可包含多个不同的元素，而search_n查找的只能是包含多个相同元素的子序列。
• lower_bound(begin,end,x,pred)
  lower_bound() 函数用于在指定区域内查找不小于x目标值的第一个元素(pred可选自定义规则)

#include
using namespace std;
//以普通函数的方式定义查找规则
bool cmp(int i, int j) {
	return i < j;
}
int main() {
	vector<int> v {1,2,4,4,5,6,7,8,9};
	//从 v 中找到第一个不小于 3 的元素
	auto t = lower_bound(v.begin(),v.end(),3);
	cout<<*t<<endl;
	//根据 cmp 规则，从 v 容器中找到第一个违背 cmp 规则的元素
	t = lower_bound(v.begin(),v.end(),3,cmp);
	cout<<*t<<endl;
	return 0;
}

• upper_bound(begin,end,x,pred)
  用于在指定范围内查找大于目标值的第一个元素。

分组算法

• partition(first,end,pred)可根据用户自定义的筛选规则，重新排列指定区域内存储的数据，使其分为 2 组，第一组为符合筛选条件的数据，另一组为不符合筛选条件的数据。

#include
using namespace std;
bool cmp(const int& i) {
    return ((i % 2) == 0);
}
int main(){
	vector<int> v{1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    //以 cmp 规则，对 v 容器中的数据进行分组
    auto bound = partition(v.begin(), v.end(), cmp);
    for (auto it : v) {
        cout << it << " ";
    }
    //不符合的第一个正向迭代器
    cout << "\nbound = " << *bound;
    return 0;
} 

• stable_partition(first,end,pred)
  与partition一样，就是分组后组内元素相对位置不变

• partition_copy(begin,end,r1,r2,pred)
  partition_copy() 函数也能按照某个筛选规则对指定区域内的数据进行“分组”，并且分组后不会改变各个元素的相对位置。r1,r2是分组后的两个储存空间

#include
using namespace std;
bool cmp(const int& i) {
	return ((i % 2) == 0);
}
int main() {
	vector<int> v {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
	int a[10],b[10];
	//以 cmp 规则，对 v容器中的数据进行分组
	pair<int *,int *>re=partition_copy(v.begin(), v.end(),a,b, cmp);
	for (int *p = a; p < re.first; p++) {
        cout << *p << " ";
    }
    cout<<endl;
    for (int *p = b; p < re.second; p++) {
        cout << *p << " ";
    }
	return 0;
}

全排列算法

• next_permutation(begin,end)
  下一个全排列next_permutation(begin,end)

#include
using namespace std;
int a[4]={1,2,3,4};
int main() {
	do{
		for(int i=0;i<4;i++)
		    cout<<a[i]<<" ";
		cout<<endl;
	}while(next_permutation(a,a+4));
	return 0;
}

• prev_permutation
  上一个全排列prev_permutation(begin,end)
• is_permutation()
  is_permutation() 算法可以用来检查一个序列是不是另一个序列的排列，如果是，会返回 true

#include
using namespace std;
vector<int>a{1,2,3,4},b{3,3,3,3},c{4,3,2,1,8};
int main() {
	cout<<is_permutation(a.begin(),a.end(),b.begin())<<endl; 
	//a是c的全排列，只考虑c的前四个数字
	cout<<is_permutation(a.begin(),a.end(),c.begin())<<endl;  
	return 0;
}

去重算法

• unique() 算法可以在序列中原地移除重复的元素

#include
using namespace std;
int main() {
	int num[10]= {1,1,2,2,2,3,4,5,5,5};
	int ans=unique(num,num+10)-num;
	for(int i=0;i<ans;i++){
		cout<<num[i]<<" ";
	}
	return 0;
}

其他函数

• fill() 和 fill_n() 算法提供了一种为元素序列填入给定值的简单方式，fill() 会填充整个序列； fill_n() 则以给定的迭代器为起始位置，为指定个数的元素设置值

#include
using namespace std;
int a[1005];
int main() {
	fill(a,a+10,99);
	for(int i=0;i<=10;i++){
		cout<<a[i]<<" ";
	}
	cout<<endl;
	fill_n(a+5,3,888);
	for(int i=0;i<=10;i++){
		cout<<a[i]<<" ";
	}
	return 0;
}

• replace()
  算法会用新的值来替换和给定值相匹配的元素
• transform()
• 可以将函数应用到序列的元素上，并将这个函数返回的值保存到另一个序列中，它返回的迭代器指向输出序列所保存的最后一个元素的下一个位置。