从零开始学C++之STL（七）：剩下5种算法代码分析与使用示例（remove 、rotate 、sort、lower_bound、accumulate）

一、移除性算法 （remove）

C++ Code

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//TEMPLATEFUNCTIONremove_copy template< class_InIt, class_OutIt, class_Ty> inline _OutIt_Remove_copy(_InIt_First,_InIt_Last, _OutIt_Dest, const_Ty&_Val,_Range_checked_iterator_tag) { //copyomittingeachmatching_Val _DEBUG_RANGE(_First,_Last); _DEBUG_POINTER(_Dest); for(;_First!=_Last;++_First) if(!(*_First==_Val)) *_Dest++=*_First; return(_Dest); } template< class_InIt, class_OutIt, class_Ty> inline _OutItunchecked_remove_copy(_InIt_First,_InIt_Last, _OutIt_Dest, const_Ty&_Val) { //copyomittingeachmatching_Val return_STD_Remove_copy(_CHECKED_BASE(_First),_CHECKED_BASE(_Last),_Dest,_Val, _STD_Range_checked_iterator_tag()); } //TEMPLATEFUNCTIONremove template< class_FwdIt, class_Ty> inline _FwdItremove(_FwdIt_First,_FwdIt_Last, const_Ty&_Val) { //removeeachmatching_Val _First=find(_First,_Last,_Val); if(_First==_Last) return(_First); //emptysequence,alldone else { //nonemptysequence,worthdoing _FwdIt_First1=_First; return(_STDEXTunchecked_remove_copy(++_First1,_Last,_First,_Val)); } }

如下图所示：

假设现在想要remove 的元素是3，则传入到_Remove_copy 函数的3个参数如上图第一行所示，Val 即3。

接着遍历First ~ Last 区间的元素，将非移除元素拷贝到前面，覆盖前面的元素，最后的指向如图，函数返回的是Dest 位置，如下代

码所示：

for(;_First!=_Last;++_First)

if(!(*_First==_Val))

*_Dest++=*_First;

由上图可看出移除性算法并没有改变元素的个数，如果要真正删除，可以将remove 的返回值传入erase 进行删除，如：

v.erase(remove(v.begin(), v.end(), 3), v.end()); 即会将后面两个元素4 和 5 删除掉。

在这里顺便提一下，erase 会使当前迭代器失效，但可以返回下一个迭代器，故如果需要在遍历中删除，下面的做法才是正确的：

C++ Code

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#include<iostream> #include<vector> using namespacestd; intmain( void) { inta[]={ 3, 1, 2, 3, 4}; vector< int>v(a,a+ 5); //for(vector<int>::iteratorit=v.begin();it!=v.end();++it) //{ //if(*it==3) //v.erase(it);ERROR! //else //cout<<*it<<''; //} for(vector< int>::iteratorit=v.begin();it!=v.end();) { if(*it== 3) it=v.erase(it); else { cout<<*it<< ''; ++it; } } cout<<endl; return 0; }

示例代码1：

C++ Code

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#include<iostream> #include<vector> #include<list> #include<algorithm> using namespacestd; voidprint_element( intn) { cout<<n<< ''; } intmain( void) { inta[]={ 1, 3, 2, 3, 4, 5}; vector< int>v(a,a+ 6); for_each(v.begin(),v.end(),print_element); cout<<endl; /*remove(v.begin(),v.end(),3); for_each(v.begin(),v.end(),print_element); cout<<endl;*/ v.erase(remove(v.begin(),v.end(), 3),v.end()); for_each(v.begin(),v.end(),print_element); cout<<endl; return 0; }

二、变序性算法（rotate）

C++ Code

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template< class_FwdIt> inline voidrotate(_FwdIt_First,_FwdIt_Mid,_FwdIt_Last) { //rotate[_First,_Last) if(_First!=_Mid&&_Mid!=_Last) _Rotate(_CHECKED_BASE(_First),_CHECKED_BASE(_Mid),_CHECKED_BASE(_Last),_Iter_cat(_First)); }

rotate 调用了_Rotate，实际上_Rotate 继续调用了某个函数，内部实现代码比较长，而且不容易看懂，这边可以看一下简易的等价

版本实现，来自这里，如下：

C++ Code

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template< classForwardIterator> voidrotate(ForwardIteratorfirst,ForwardIteratormiddle, ForwardIteratorlast) { ForwardIteratornext=middle; while(first!=next) { swap(*first++,*next++); if(next==last)next=middle; else if(first==middle)middle=next; } }

假设一个容器有 1 2 3 4 5 6 六个元素，现在想把 1 2 放到后面去，可以这样写rotate(v.begin(), v.begin()+2, v.end()); 如下图所示：

即将first 与 next 对应的元素互换且不断向前推进，直到first == next 为止。

三、排序算法 （sort）

C++ Code

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template< class_RanIt> inline voidsort(_RanIt_First,_RanIt_Last) { //order[_First,_Last),usingoperator< _DEBUG_RANGE(_First,_Last); std::_Sort(_CHECKED_BASE(_First),_CHECKED_BASE(_Last),_Last-_First); } template< class_RanIt, class_Pr> inline voidsort(_RanIt_First,_RanIt_Last,_Pr_Pred) { //order[_First,_Last),using_Pred _DEBUG_RANGE(_First,_Last); _DEBUG_POINTER(_Pred); std::_Sort(_CHECKED_BASE(_First),_CHECKED_BASE(_Last),_Last-_First,_Pred); }

sort 重载了两个版本，第一个版本只有2个参数，默认按从小到大排序（usingoperator<)；第二个版本有三个参数，即可以自定义比较逻辑

（_Pred）。它们都调用了标准库的std::_Sort， 跟踪进去发现比较复杂，在_Sort 内会根据一些条件选择不同的排序方式，如标准库的堆排序，合并

排序，插入排序等等。站在使用的角度看，没必要去深究，但如果是想学习相关的排序，那是很好的资源。

示例代码2：

C++ Code

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#include<iostream> #include<vector> #include<list> #include<algorithm> using namespacestd; voidprint_element( intn) { cout<<n<< ''; } boolmy_greater( inta, intb) { returna>b; } intmain( void) { inta[]={ 1, 2, 3, 4, 5, 6}; vector< int>v(a,a+ 6); for_each(v.begin(),v.end(),print_element); cout<<endl; rotate(v.begin(),v.begin()+ 2,v.end()); for_each(v.begin(),v.end(),print_element); cout<<endl; sort(v.begin(),v.end()); for_each(v.begin(),v.end(),print_element); cout<<endl; sort(v.begin(),v.end(),my_greater); for_each(v.begin(),v.end(),print_element); cout<<endl; return 0; }

四、已序区间算法 （lower_bound 、upper_bound）

使用这些算法的前提是区间已经是有序的。

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//TEMPLATEFUNCTIONlower_bound template< class_FwdIt, class_Ty, class_Diff> inline _FwdIt_Lower_bound(_FwdIt_First,_FwdIt_Last, const_Ty&_Val,_Diff*) { //findfirstelementnotbefore_Val,usingoperator< _DEBUG_ORDER_SINGLE(_First,_Last, true); _Diff_Count= 0; _Distance(_First,_Last,_Count); for(; 0<_Count;) { //divideandconquer,findhalfthatcontainsanswer _Diff_Count2=_Count/ 2; _FwdIt_Mid=_First; std::advance(_Mid,_Count2); _DEBUG_ORDER_SINGLE(_Mid,_Last, false); if(_DEBUG_LT(*_Mid,_Val)) _First=++_Mid,_Count-=_Count2+ 1; else _Count=_Count2; } return(_First); } template< class_FwdIt, class_Ty> inline _FwdItlower_bound(_FwdIt_First,_FwdIt_Last, const_Ty&_Val) { //findfirstelementnotbefore_Val,usingoperator< _ASSIGN_FROM_BASE(_First, _Lower_bound(_CHECKED_BASE(_First),_CHECKED_BASE(_Last),_Val,_Dist_type(_First))); return_First; }

lower_bound() 返回第一个“大于等于给定值" 的元素位置，其实还重载了另一个low_bound 版本，如下：

C++ Code

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//TEMPLATEFUNCTIONlower_boundWITHPRED template< class_FwdIt, class_Ty, class_Diff, class_Pr> inline _FwdIt_Lower_bound(_FwdIt_First,_FwdIt_Last, const_Ty&_Val,_Pr_Pred,_Diff*)

也就是可以自定义比较逻辑，需要注意的是如果使用这个版本，那么区间应该本来就是按comp 方法排序的，如下面这句话：

The elements are compared usingoperator<for the first version, andcompfor the second. The elements in the range shall already

besortedaccording to this same criterion (operator<orcomp), or at leastpartitionedwith respect toval.

由于是已序区间，所以函数内用的是二分查找，而两个版本主要的代码不同在于：

_DEBUG_LT(*_Mid,_Val)

_DEBUG_LT_PRED(_Pred, *_Mid, _Val)

upper_bound 与 lower_bound 类似，不过返回的是第一个”大于给定值“ 的元素位置。

示例代码3：

C++ Code

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#include<iostream> #include<vector> #include<list> #include<algorithm> using namespacestd; voidprint_element( intn) { cout<<n<< ''; } intmain( void) { inta[]={ 1, 10, 10, 14, 15, 16}; vector< int>v(a,a+ 6); for_each(v.begin(),v.end(),print_element); cout<<endl; vector< int>::iteratorit; it=lower_bound(v.begin(),v.end(), 10); if(it!=v.end()) { cout<<it-v.begin()<<endl; } it=upper_bound(v.begin(),v.end(), 10); if(it!=v.end()) { cout<<it-v.begin()<<endl; } return 0; }

五、数值算法（accumulate）

C++ Code

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//TEMPLATEFUNCTIONaccumulate template< class_InIt, class_Ty> inline _Ty_Accumulate(_InIt_First,_InIt_Last,_Ty_Val) { //returnsumof_Valandallin[_First,_Last) _DEBUG_RANGE(_First,_Last); for(;_First!=_Last;++_First) _Val=_Val+*_First; return(_Val); } template< class_InIt, class_Ty> inline _Tyaccumulate(_InIt_First,_InIt_Last,_Ty_Val) { //returnsumof_Valandallin[_First,_Last) return_Accumulate(_CHECKED_BASE(_First),_CHECKED_BASE(_Last),_Val); } //TEMPLATEFUNCTIONaccumulateWITHBINOP template< class_InIt, class_Ty, class_Fn2> inline _Ty_Accumulate(_InIt_First,_InIt_Last,_Ty_Val,_Fn2_Func) { //returnsumof_Valandallin[_First,_Last),using_Func _DEBUG_RANGE(_First,_Last); _DEBUG_POINTER(_Func); for(;_First!=_Last;++_First) _Val=_Func(_Val,*_First); return(_Val); } template< class_InIt, class_Ty, class_Fn2> inline _Tyaccumulate(_InIt_First,_InIt_Last,_Ty_Val,_Fn2_Func) { //returnsumof_Valandallin[_First,_Last),using_Func return_Accumulate(_CHECKED_BASE(_First),_CHECKED_BASE(_Last),_Val,_Func); }

accumulate 重载了两个版本，第一个版本实现的是累加，第二个版本带_Func 参数，可以自定义计算，比如累乘等。代码都比较好理解，就不赘述

了。看下面的示例代码4：

C++ Code

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#include<iostream> #include<vector> #include<list> #include<algorithm> #include<numeric> using namespacestd; voidprint_element( intn) { cout<<n<< ''; } intmult( inta, intb) { returna*b; } intmain( void) { inta[]={ 1, 2, 3, 4, 5}; vector< int>v(a,a+ 5); for_each(v.begin(),v.end(),print_element); cout<<endl; //累加 cout<<accumulate(v.begin(),v.end(), 0)<<endl; //累乘 cout<<accumulate(v.begin(),v.end(), 1,mult)<<endl; return 0; }

参考：

C++ primer 第四版
Effective C++ 3rd
C++编程规范