C++进阶--2
4 STL- 函数对象
4.1 函数对象
4.1.1 函数对象概念
概念：
-
重载函数调用操作符的类，其对象常称为函数对象
-
函数对象使用重载的()时，行为类似函数调用，也叫仿函数
本质：
函数对象(仿函数)是一个类，不是一个函数
4.1 函数对象
4.1.1 函数对象概念
概念：
-
重载函数调用操作符的类，其对象常称为函数对象
-
函数对象使用重载的()时，行为类似函数调用，也叫仿函数
本质：
函数对象(仿函数)是一个类，不是一个函数
#include
//1、函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用, 可以有参数，可以有返回值
class MyAdd
{
public :
int operator()(int v1,int v2)
{
return v1 + v2;
}
};
void test01()
{
MyAdd myAdd;
cout << myAdd(10, 10) << endl;
}
//2、函数对象可以有自己的状态
class MyPrint
{
public:
MyPrint()
{
count = 0;
}
void operator()(string test)
{
cout << test << endl;
count++; //统计使用次数
}
int count; //内部自己的状态
};
void test02()
{
MyPrint myPrint;
myPrint("hello world");
myPrint("hello world");
myPrint("hello world");
cout << "myPrint调用次数为： " << myPrint.count << endl;
}
//3、函数对象可以作为参数传递
void doPrint(MyPrint &mp , string test)
{
mp(test);
}
void test03()
{
MyPrint myPrint;
doPrint(myPrint, "Hello C++");
} 4.2 谓词
4.2.1 谓词概念
概念：
-
返回bool类型的仿函数称为谓词
-
如果operator()接受一个参数，那么叫做一元谓词
-
如果operator()接受两个参数，那么叫做二元谓词
4.2.2 一元谓词
#include
#include
//1.一元谓词
struct GreaterFive{
bool operator()(int val) {
return val > 5;
}
};
void test01() {
vector v;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v.push_back(i);
}
// GreaterFive() 匿名对象 find_if()按区间查找对象
vector::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());
if (it == v.end()) {
cout << "没找到!" << endl;
}
else {
cout << "找到:" << *it << endl; // 6
}
} 4.2.3 二元谓词
#include
#include
//二元谓词
class MyCompare
{
public:
bool operator()(int num1, int num2)
{
return num1 > num2;
}
};
void test01()
{
vector v;
v.push_back(10);
v.push_back(40);
v.push_back(20);
v.push_back(30);
v.push_back(50);
//默认从小到大
sort(v.begin(), v.end());
for (vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
cout << "----------------------------" << endl;
//使用函数对象改变算法策略，排序从大到小
sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());
for (vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
} 4.3 内建函数对象
4.3.1 内建函数对象意义
概念：
-
STL内建了一些函数对象
分类:
算术仿函数
关系仿函数
逻辑仿函数
用法：
-
这些仿函数所产生的对象，用法和一般函数完全相同
-
使用内建函数对象，需要引入头文件
#include
4.3.2 算术仿函数
功能描述：
-
实现四则运算
-
其中negate是一元运算，其他都是二元运算
仿函数原型：
template//加法仿函数T plus
template//减法仿函数T minus
template//乘法仿函数T multiplies
template//除法仿函数T divides
template//取模仿函数T modulus
template//取反仿函数T negate
#include
//negate
void test01()
{
negate n;
cout << n(50) << endl; // -50
}
//plus
void test02()
{
plus p;
cout << p(10, 20) << endl; // 30
} 4.3.3 关系仿函数
功能描述：
-
实现关系对比
仿函数原型：
template//等于bool equal_to
template//不等于bool not_equal_to
template//大于bool greater
template//大于等于bool greater_equal
template//小于bool less
template//小于等于bool less_equal
#include
#include
#include
class MyCompare
{
public:
bool operator()(int v1,int v2)
{
return v1 > v2;
}
};
void test01()
{
vector v;
v.push_back(10);
v.push_back(30);
v.push_back(50);
v.push_back(40);
v.push_back(20);
for (vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
//自己实现仿函数
//sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());
//STL内建仿函数 大于仿函数 效果与上面一致
sort(v.begin(), v.end(), greater());
for (vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
} 4.3.4 逻辑仿函数
功能描述：
-
实现逻辑运算
函数原型：
template//逻辑与bool logical_and
template//逻辑或bool logical_or
template//逻辑非bool logical_not
#include
#include
#include
void test01()
{
vector v;
v.push_back(true);
v.push_back(false);
v.push_back(true);
v.push_back(false);
for (vector::iterator it = v.begin();it!= v.end();it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl; // 1 0 1 0
//逻辑非 将v容器搬运到v2中，并执行逻辑非运算
vector v2;
v2.resize(v.size());
transform(v.begin(), v.end(), v2.begin(), logical_not());
for (vector::iterator it = v2.begin(); it != v2.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl; // 0 1 0 1
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
} 5 STL- 常用算法
概述:
-
算法主要是由头文件
是所有STL头文件中最大的一个，范围涉及到比较、 交换、查找、遍历操作、复制、修改等等
体积很小，只包括几个在序列上面进行简单数学运算的模板函数
定义了一些模板类,用以声明函数对象。
5.1 常用遍历算法
算法简介：
for_each//遍历容器
transform//搬运容器到另一个容器中
5.1.1 for_each
功能描述：
-
实现遍历容器
函数原型：
-
for_each(iterator beg, iterator end, _func);// beg 开始迭代器 end 结束迭代器
// _func 函数或者函数对象
#include
#include
//普通函数
void print01(int val)
{
cout << val << " ";
}
//函数对象
class print02
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
//for_each算法基本用法
void test01() {
vector v;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v.push_back(i);
}
//遍历算法
for_each(v.begin(), v.end(), print01);
cout << endl;
for_each(v.begin(), v.end(), print02());
cout << endl;
} 5.1.2 transform(搬运)
功能描述：
-
搬运容器到另一个容器中
函数原型：
-
transform(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, _func);
//beg1 源容器开始迭代器 end1 源容器结束迭代器
//beg2 目标容器开始迭代器
//_func 函数或者函数对象
#include
#include
//常用遍历算法 搬运 transform
class TransForm
{
public:
int operator()(int val)
{
return val;
}
};
class MyPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
void test01()
{
vectorv;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v.push_back(i);
}
vectorvTarget; //目标容器
vTarget.resize(v.size()); // 目标容器需要提前开辟空间
transform(v.begin(), v.end(), vTarget.begin(), TransForm());
for_each(vTarget.begin(), vTarget.end(), MyPrint());
} 注： 搬运的目标容器必须要提前开辟空间，否则无法正常搬运
5.2 常用查找算法
find//查找元素
find_if//按条件查找元素
adjacent_find//查找相邻重复元素
binary_search//二分查找法
count//统计元素个数
count_if//按条件统计元素个数
5.2.1 find
功能描述：
-
查找指定元素，找到返回指定元素的迭代器，找不到返回结束迭代器end()
函数原型：
-
find(iterator beg, iterator end, value);// 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
// beg 开始迭代器 end 结束迭代器 value 查找的元素
查找自定义类型时要重载 ==
#include
#include
#include
// 内置数据类型
void test01() {
vector v;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
v.push_back(i + 1);
}
//查找容器中是否有 5 这个元素
vector::iterator it = find(v.begin(), v.end(), 5);
if (it == v.end())
{
cout << "没有找到!" << endl;
}
else
{
cout << "找到:" << *it << endl;
}
}
// 自定义类型
class Person {
public:
Person(string name, int age)
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
//重载==
bool operator==(const Person& p)
{
if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
{
return true;
}
return false;
}
public:
string m_Name;
int m_Age;
};
void test02() {
vector v;
//创建数据
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);
vector::iterator it = find(v.begin(), v.end(), p2);
if (it == v.end())
{
cout << "没有找到!" << endl;
}
else
{
cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;
}
} 5.2.2 find_if
功能描述：
-
按条件查找元素
函数原型：
find_if(iterator beg, iterator end, _Pred);// 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
// beg 开始迭代器 end 结束迭代器 _Pred 函数或者谓词（返回bool类型的仿函数）
#include
#include
#include
//内置数据类型
class GreaterFive
{
public:
bool operator()(int val)
{
return val > 5;
}
};
void test01() {
vector v;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
v.push_back(i + 1);
}
vector::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());
if (it == v.end()) {
cout << "没有找到!" << endl;
}
else {
cout << "找到大于5的数字:" << *it << endl; // 6
}
}
//自定义数据类型
class Person {
public:
Person(string name, int age)
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
public:
string m_Name;
int m_Age;
};
class Greater20
{
public:
bool operator()(Person &p)
{
return p.m_Age > 20;
}
};
void test02() {
vector v;
//创建数据
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);
vector::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), Greater20());
if (it == v.end())
{
cout << "没有找到!" << endl;
}
else
{
cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;
}
} 5.2.3 adjacent_find(查找相邻重复)
功能描述：
-
查找相邻重复元素
函数原型：
adjacent_find(iterator beg, iterator end);// 查找相邻重复元素,返回相邻元素的第一个位置的迭代器
// beg 开始迭代器 end 结束迭代器
#include
#include
void test01()
{
vector v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(5);
v.push_back(2);
v.push_back(4);
v.push_back(4);
v.push_back(3);
//查找相邻重复元素
vector::iterator it = adjacent_find(v.begin(), v.end());
if (it == v.end()) {
cout << "找不到!" << endl;
}
else {
cout << "找到相邻重复元素为:" << *it << endl; // 4
}
} 5.2.4 binary_search
功能描述：
-
查找指定元素是否存在
函数原型：
bool binary_search(iterator beg, iterator end, value);// 查找指定的元素，查到 返回true 否则false
// 注意: 在无序序列中不可用
// beg 开始迭代器 end 结束迭代器 value 查找的元素
#include
#include
void test01()
{
vectorv;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v.push_back(i);
}
//二分查找
bool ret = binary_search(v.begin(), v.end(),2);
if (ret)
{
cout << "找到了" << endl;
}
else
{
cout << "未找到" << endl;
}
} 5.2.5 count(统计)
功能描述：
-
统计元素个数
函数原型：
count(iterator beg, iterator end, value);// 统计元素出现次数
// beg 开始迭代器 end 结束迭代器 value 统计的元素
#include
#include
//内置数据类型
void test01()
{
vector v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(4);
v.push_back(5);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(4);
int num = count(v.begin(), v.end(), 4);
cout << "4的个数为： " << num << endl; // 3
}
//自定义数据类型
class Person
{
public:
Person(string name, int age)
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
bool operator==(const Person & p)
{
if (this->m_Age == p.m_Age)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
string m_Name;
int m_Age;
};
void test02()
{
vector v;
Person p1("刘备", 35);
Person p2("关羽", 35);
Person p3("张飞", 35);
Person p4("赵云", 30);
Person p5("曹操", 25);
v.push_back(p1);
v.push_back(p2);
v.push_back(p3);
v.push_back(p4);
v.push_back(p5);
Person p("诸葛亮",35);
int num = count(v.begin(), v.end(), p);
cout << "num = " << num << endl;
} 5.2.6 count_if(条件统计)
功能描述：
-
按条件统计元素个数
函数原型：
count_if(iterator beg, iterator end, _Pred);// 按条件统计元素出现次数
// beg 开始迭代器 end 结束迭代器 _Pred 谓词
#include
#include
class Greater4
{
public:
bool operator()(int val)
{
return val >= 4;
}
};
//内置数据类型
void test01()
{
vector v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(4);
v.push_back(5);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(4);
int num = count_if(v.begin(), v.end(), Greater4());
cout << "大于4的个数为： " << num << endl;
}
//自定义数据类型
class Person
{
public:
Person(string name, int age)
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
string m_Name;
int m_Age;
};
class AgeLess35
{
public:
bool operator()(const Person &p)
{
return p.m_Age < 35;
}
};
void test02()
{
vector v;
Person p1("刘备", 35);
Person p2("关羽", 35);
Person p3("张飞", 35);
Person p4("赵云", 30);
Person p5("曹操", 25);
v.push_back(p1);
v.push_back(p2);
v.push_back(p3);
v.push_back(p4);
v.push_back(p5);
int num = count_if(v.begin(), v.end(), AgeLess35());
cout << "小于35岁的个数：" << num << endl;
} 5.3 常用排序算法
算法简介：
sort//对容器内元素进行排序
random_shuffle//洗牌 指定范围内的元素随机调整次序
merge// 容器元素合并，并存储到另一容器中
reverse// 反转指定范围的元素
5.3.1 sort(排序)
函数原型：
sort(iterator beg, iterator end, _Pred);
// 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
// beg 开始迭代器 end 结束迭代器 _Pred 谓词
#include
#include
void myPrint(int val)
{
cout << val << " ";
}
void test01() {
vector v;
v.push_back(10);
v.push_back(30);
v.push_back(50);
v.push_back(20);
v.push_back(40);
//sort默认从小到大排序
sort(v.begin(), v.end());
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
cout << endl;
//从大到小排序 greater()内置的函数
sort(v.begin(), v.end(), greater());
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
cout << endl;
} 5.3.2 random_shuffle(随机打乱)
功能描述：
-
洗牌 指定范围内的元素随机调整次序
函数原型：
random_shuffle(iterator beg, iterator end);
// 指定范围内的元素随机调整次序
// beg 开始迭代器 end 结束迭代器
#include
#include
#include
class myPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
void test01()
{
// 保证随机
srand((unsigned int)time(NULL));
vector v;
for(int i = 0 ; i < 10;i++)
{
v.push_back(i);
}
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
cout << endl;
//打乱顺序
random_shuffle(v.begin(), v.end());
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
cout << endl;
} 5.3.3 merge (合并)
功能描述：
-
两个容器元素合并，并存储到另一容器中
函数原型：
merge(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
// 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
// beg1 容器1开始迭代器 end1 容器1结束迭代器
//beg2 容器2开始迭代器 end2 容器2结束迭代器
//dest 目标容器开始迭代器
#include
#include
class myPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
void test01()
{
vector v1;
vector v2;
for (int i = 0; i < 10 ; i++)
{
v1.push_back(i);
v2.push_back(i + 1);
}
vector vtarget;
//目标容器需要提前开辟空间
vtarget.resize(v1.size() + v2.size());
//合并 需要两个有序序列
merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vtarget.begin());
for_each(vtarget.begin(), vtarget.end(), myPrint());
cout << endl;
} 5.3.4 reverse(反转)
功能描述：
-
将容器内元素进行反转
函数原型：
reverse(iterator beg, iterator end);
// 反转指定范围的元素
// beg 开始迭代器 end 结束迭代器
#include
#include
class myPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
void test01()
{
vector v;
v.push_back(10);
v.push_back(30);
v.push_back(50);
v.push_back(20);
v.push_back(40);
cout << "反转前： " << endl;
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
cout << endl;
cout << "反转后： " << endl;
reverse(v.begin(), v.end());
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
cout << endl;
} 5.4 常用拷贝和替换算法
算法简介：
copy// 容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中
replace// 将容器内指定范围的旧元素修改为新元素
replace_if// 容器内指定范围满足条件的元素替换为新元素
swap// 互换两个容器的元素
5.4.1 copy(拷贝)
功能描述：
-
容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中
函数原型：
copy(iterator beg, iterator end, iterator dest);
// 按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回结束迭代器位置
// beg 开始迭代器 end 结束迭代器 dest 目标起始迭代器
v2.resize(v1.size()); // 提前开辟空间
copy(v1.begin(), v1.end(), v2.begin());5.4.2 replace(修改元素)
功能描述：
-
将容器内指定范围的旧元素修改为新元素
函数原型：
replace(iterator beg, iterator end, oldvalue, newvalue);
// 将区间内旧元素 替换成 新元素
// beg 开始迭代器 end 结束迭代器 oldvalue 旧元素 newvalue 新元素
replace(v.begin(), v.end(), 20,2000);
// 20 用 2000 替换5.4.3 replace_if(条件替换)
功能描述:
-
将区间内满足条件的元素，替换成指定元素
函数原型：
replace_if(iterator beg, iterator end, _pred, newvalue);
// 按条件替换元素，满足条件的替换成指定元素
// beg 开始迭代器 end 结束迭代器 _pred 谓词 newvalue 替换的新元素
// 仿函数
class ReplaceGreater30
{
public:
bool operator()(int val)
{
return val >= 30;
}
};
replace_if(v.begin(), v.end(), ReplaceGreater30(), 3000);5.4.4 swap
功能描述：
-
互换两个容器的元素
函数原型：
swap(container c1, container c2);
// 互换两个容器的元素
// c1容器1 c2容器2
swap(v1, v2);5.5 常用算术生成算法
注意：
-
算术生成算法属于小型算法，使用时包含的头文件为
#include
算法简介：
accumulate// 计算容器元素累计总和
fill// 向容器中添加元素
5.5.1 accumulate(sum)
功能描述：
-
计算区间内 容器元素累计总和
函数原型：
accumulate(iterator beg, iterator end, value);
// 计算容器元素累计总和
// beg 开始迭代器 end 结束迭代器 value 起始值
#include
#include
void test01()
{
vector v;
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
v.push_back(i);
}
int total = accumulate(v.begin(), v.end(), 0);
cout << "total = " << total << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
} 5.5.2 fill(填充)
功能描述：
-
向容器中填充指定的元素
函数原型：
fill(iterator beg, iterator end, value);
// 向容器中填充元素
// beg 开始迭代器 end 结束迭代器 value 填充的值
vector v;
v.resize(10);
//填充
fill(v.begin(), v.end(), 100);
5.6 常用集合算法
算法简介：
set_intersection// 求两个容器的交集
set_union// 求两个容器的并集
set_difference// 求两个容器的差
5.6.1 set_intersection(交集)
函数原型：
set_intersection(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
// 求两个集合的交集
// 注意:两个集合必须是有序序列
// beg1 容器1开始迭代器 end1 容器1结束迭代器
// beg2 容器2开始迭代器 end2 容器2结束迭器
// dest 目标容器开始迭代器
void test01()
{
vector v1;
vector v2;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v1.push_back(i);
v2.push_back(i+5);
}
vector vTarget;
//取两个里面较小的值给目标容器开辟空间
vTarget.resize(min(v1.size(), v2.size()));
//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
vector::iterator itEnd =
set_intersection(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());
for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
cout << endl;
} 5.6.2 set_union(并集)
功能描述：
-
求两个集合的并集
函数原型：
set_union(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
// 求两个集合的并集
// 注意:两个集合必须是有序序列
// beg1 容器1开始迭代器 end1 容器1结束迭代器
// beg2 容器2开始迭代器 end2 容器2结束迭代器
// dest 目标容器开始迭代器
void test01()
{
vector v1;
vector v2;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
v1.push_back(i);
v2.push_back(i+5);
}
vector vTarget;
//取两个容器的和给目标容器开辟空间
vTarget.resize(v1.size() + v2.size());
//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
vector::iterator itEnd =
set_union(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());
for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
cout << endl;
}
5.6.3 set_difference(差集)
功能描述：
-
求两个集合的差集
函数原型：
set_difference(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
// 求两个集合的差集
// 注意:两个集合必须是有序序列
// beg1 容器1开始迭代器 end1 容器1结束迭代器
// beg2 容器2开始迭代器 end2 容器2结束迭代器
// dest 目标容器开始迭代器
void test01()
{
vector v1;
vector v2;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
v1.push_back(i);
v2.push_back(i+5);
}
vector vTarget;
//取两个里面较大的值给目标容器开辟空间
vTarget.resize( max(v1.size() , v2.size()));
//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
cout << "v1与v2的差集为： " << endl;
vector::iterator itEnd =
set_difference(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());
for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
cout << endl;
cout << "v2与v1的差集为： " << endl;
itEnd = set_difference(v2.begin(), v2.end(), v1.begin(), v1.end(), vTarget.begin());
for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
cout << endl;
}