C++編程提高——STL函數對象和常用算法

一、函數對象

1.1函數對象概念

概念：

重載函數調用操作符的類，其對象常稱爲函數對象
函數對象使用重載的()時，行爲類似函數調用，也叫仿函數

本質：

函數對象（仿函數）是一個類，不是一個函數

1.2函數對象的使用

特點：

函數對象在使用時，可以向普通函數那樣調用，可以有參數，可以有返回值
函數對象超出普通函數的概念，函數對象可以有自己的狀態
函數對象可以作爲參數傳遞

示例：

#include<iostream>
using namespace std;

//函數對象創建
class MyAdd {
public:
	int operator()(int a, int b) {
		return a + b;
	}
};

void test81() {
	MyAdd ma;
	cout << "1----" << ma(13, 24) << endl;
}

//函數對象有自己的狀態
class MyPrint {
public:
	MyPrint() {
		this->count = 0;
	}
	void operator()(string msg) {
		cout << msg << endl;
		this->count++;
	}
	int count;
};

void test82() {
	MyPrint mp;
	mp("hello world");
	mp("hello world");
	mp("hello world");
	mp("hello world");
	mp("hello world");
	cout << "count = " << mp.count << endl;
}

//函數對象作爲參數傳遞
void doPrint(MyPrint& p, string msg) {
	p(msg);
}

void test83() {
	MyPrint mp;
	doPrint(mp, "Hello World");
}

int main() {

	test83();

	system("pause");
	return 0;
}

1.3謂詞

1.3.1謂詞概念

概念：

返回bool類型的仿函數稱爲謂詞
如果一個仿函數接受一個參數，那麼就叫做一元謂詞
如果一個仿函數接收兩個參數，那麼就叫做二元謂詞

1.3.2一元謂詞

//一元謂詞
class Getnum {
public:
	bool operator()(int a) {
		return a > 5;
	}
};

void test91() {
	vector<int> v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	v.push_back(6);

	vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), Getnum());
	cout << *it << endl;
	it++;
	cout << *it << endl;
}

1.3.3二元謂詞

//二元謂詞
class MyCom {
public:
	bool operator()(int v1, int v2) {
		return v1 > v2;
	}
};

void test92() {
	vector<int> v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	v.push_back(6);

	sort(v.begin(), v.end());

	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it ++) {
		cout << *it << endl;
	}

	sort(v.begin(), v.end(), MyCom());

	cout << "排序後" << endl;

	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << endl;
	}
}

1.4內建函數對象

1.4.1內建函數對象意義

概念：

STL內建了一些函數對象

分類：

算數仿函數
關係仿函數
邏輯仿函數

用法：

這些仿函數所產生的對象，用法和一般函數完全相同
使用內建函數對象，需要引入頭文件#include<functional>

1.4.2算數仿函數

功能描述：

實現四則運算
其中negate是一元運算，其他都是二元運算

仿函數原型：

函數	描述
`template<class T> T plus<T>`	加法
`template<class T> T minus<T>`	減法
`template<class T> T multiplies<T>`	乘法
`template<class T> T divides<T>`	除法
`template<class T> T modulus<T>`	取模
`template<class T> T negate<T>`	取餘

1.4.3關係仿函數

仿函數原型：

函數	描述
`template<class T> bool equal_to<T>`	等於
`template<class T> bool not_equal<T>`	不等於
`template<class T> bool greater<T>`	大於
`template<class T> bool greater_equal<T>`	大於等於
`template<class T> bool less<T>`	小於
`template<class T> bool less_equal<T>`	小於等於

1.4.4邏輯仿函數

仿函數原型：

函數	描述
`template<class T> bool logical_and<T>`	與
`template<class T> bool logical_or<T>`	或
`template<class T> bool logical_not<T>`	非

二、常用算法

概述：

算法主要是有頭文件<algorithm> <functional> <numeric>組成
<algorithm>是所有STL頭文件中最大的一個，範圍涉及到比較、交換、查找、遍歷操作、複製、修改等等
<numeric>體積很小，只包括幾個在序列上面進行簡單數學運算的模板函數
<functional>定義了一些模板類，用於聲明函數對象

2.1常用遍歷算法

簡介：

for_each：遍歷容器
transform：搬運容器到另一個容器中

2.1.1`for_each`

函數原型：

for_each(iterator beg, iterator end, _func);
- beg：開始迭代器
- end：結束迭代器
- _func：函數或者函數對象

2.1.2`transform`

函數原型：

transform(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, _func);
- beg1：源容器開始迭代器
- end1：原容器結束迭代器
- beg2：目標容器開始迭代器
- _func：函數或者函數對象

2.2常用查找算法

算法簡介：

find：查找元素
find_if：按條件查找元素
adjacent_find：查找相鄰重複元素
binary_search：二分查找法
count：統計元素個數
count_if：按條件統計元素個數

2.2.1`find`

函數原型：

find(iterator beg, iterator end, value);：按值查找元素，找不到返回結束迭代器位置
- beg：開始迭代器
- end：結束迭代器
- value：查找的元素

2.2.2`find_if`

函數原型：

find_if(iterator beg, iterator end, _Pred);按指定條件查找元素
- beg：開始迭代器
- end：結束迭代器
- _Pred：函數或者謂詞（返回bool類型的仿函數）

2.2.3`adjacent_find`

函數原型：

adjacent_find(iterator beg, iterator end);：查找相鄰重複元素
- beg：開始迭代器
- end：結束迭代器

2.2.4`binary_search`

函數原型：

bool binary_search(iterator beg, iterator end, value);：查找指定元素，返回bool值
- beg：開始迭代器
- end：結束迭代器
- value：查找的元素
**注意：**在無序序列中不可用

2.2.5`count`

函數原型：

count(iterator beg, iterator end, value);：統計元素出現次數
- beg：開始迭代器
- end：結束迭代器
- value：要統計的元素

2.2.6`count_if`

函數原型：

count_if(iterator beg, iterator end, _Pred);：按照條件統計元素出現次數
- beg：開始迭代器
- end：結束迭代器
- _Pred：謂詞

2.3常用排序算法

算法簡介：

sort：對容器內元素進行排序
random_shuffle：洗牌，指定範圍內的元素隨機調整次序
merge：容器元素合併，並儲存到另一個容器中
reverse：反轉指定範圍的元素

2.3.1`sort`

函數原型：

sort(iterator beg, iterator end, _Pred);：按值查找元素，找到返回指定位置迭代器，找不到返回結束迭代器
- beg：開始迭代器
- end：結束迭代器
- _Pred：謂詞

2.3.2`random_shuffle`

函數原型：

random_shuffle(iterator beg, iterator end);：指定範圍內的元素隨機調整次序
- beg：開始迭代器
- end：結束迭代器

2.3.3`merge`

函數原型：

merge(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);：兩個容器合併，並儲存到另一個容器中
- beg1：容器1開始迭代器
- end1：容器1結束迭代器
- beg2：容器2開始迭代器
- end2：容器2結束迭代器
- dest：目標容器開始迭代器
注意：兩個容器必須是有序的

2.3.4`reverse`

函數原型：

reverse(iterator beg, iterator end);：反轉指定範圍的元素
- beg：開始迭代器
- end：結束迭代器

2.4常用拷貝和替換算法

算法簡介：

copy：容器內指定範圍的元素拷貝到另一個容器中
replace：將容器內指定範圍的舊元素修改爲新元素
replace_if：容器內指定範圍滿足條件的元素替換爲新元素
swap：互換兩個容器的元素

2.4.1`copy`

函數原型：

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結束迭代器位置
- beg：容器開始迭代器
- end：容器結束迭代器
- dest：目標容器開始迭代器

2.4.2`replace`

函數原型：

replace(iterator beg, iterator end, oldValue, newValue);：將區間內的舊元素替換爲新元素
- beg：容器開始迭代器
- end：容器結束迭代器
- oldValue：舊元素
- newValue：新元素

2.4.3`replace_if`

函數原型：

replace_if(iterator beg, iterator end, _Pred, newValue);：按條件替換元素，滿足條件替換爲指定元素
- beg：容器開始迭代器
- end：容器結束迭代器
- _Pred：謂詞
- newValue：新元素

2.4.4`swap`

函數原型：

swap(container c1, container c2);：互換兩個容器的元素
- c1：容器1
- c2：容器2

2.5常用算術生成算法

注意：

算術生成算法屬於小型算法，使用時包含頭文件numeric

算法簡介：

accumulate：計算容器元素累加和
fill：向容器中添加元素

2.5.1`accumulate`

函數原型：

accumulate(iterator beg, iterator end, value);：計算容器元素累計總和
- beg：容器開始迭代器
- end：容器結束迭代器
- value：開始累加的起始值

2.5.2`fill`

函數原型：

fill(iterator beg, iterator end, value);：向容器中填充元素
- beg：容器開始迭代器
- end：容器結束迭代器
- value：要填充的值

2.6常用集合算法

算法簡介：

set_intersection：求兩個容器的交集
set_union：求兩個容器的並集
set_difference：求兩個容器的差集

2.6.1`set_intersection`

函數原型：

set_intersection(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);：求兩個容器的交集
- beg1：容器1開始迭代器
- end1：容器1結束迭代器
- beg2：容器2開始迭代器
- end2：容器2結束迭代器
- dest：目標容器開始迭代器

2.6.2`set_union`

函數原型：

set_union(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);：求兩個容器的並集
- beg1：容器1開始迭代器
- end1：容器1結束迭代器
- beg2：容器2開始迭代器
- end2：容器2結束迭代器
- dest：目標容器開始迭代器
注意：兩個集合必須是有序序列

2.6.3`set_difference`

函數原型：

set_difference(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);：求兩個容器的差集
- beg1：容器1開始迭代器
- end1：容器1結束迭代器
- beg2：容器2開始迭代器
- end2：容器2結束迭代器
- dest：目標容器開始迭代器
注意：兩個集合必須是有序序列

C++編程提高——STL函數對象和常用算法

文章目錄

C++編程提高——STL函數對象和常用算法

一、函數對象

1.1函數對象概念

1.2函數對象的使用

1.3謂詞

1.3.1謂詞概念

1.3.2一元謂詞

1.3.3二元謂詞

1.4內建函數對象

1.4.1內建函數對象意義

1.4.2算數仿函數

1.4.3關係仿函數

1.4.4邏輯仿函數

二、常用算法

2.1常用遍歷算法

2.1.1for_each

2.1.2transform

2.2常用查找算法

2.2.1find

2.2.2find_if

2.2.3adjacent_find

2.2.4binary_search

2.2.5count

2.2.6count_if

2.3常用排序算法

2.3.1sort

2.3.2random_shuffle

2.3.3merge

2.3.4reverse

2.4常用拷貝和替換算法

2.4.1copy

2.4.2replace

2.4.3replace_if

2.4.4swap

2.5常用算術生成算法

2.5.1accumulate

2.5.2fill

2.6常用集合算法

2.6.1set_intersection

2.6.2set_union

2.6.3set_difference

2.1.1`for_each`

2.1.2`transform`

2.2.1`find`

2.2.2`find_if`

2.2.3`adjacent_find`

2.2.4`binary_search`

2.2.5`count`

2.2.6`count_if`

2.3.1`sort`

2.3.2`random_shuffle`

2.3.3`merge`

2.3.4`reverse`

2.4.1`copy`

2.4.2`replace`

2.4.3`replace_if`

2.4.4`swap`

2.5.1`accumulate`

2.5.2`fill`

2.6.1`set_intersection`

2.6.2`set_union`

2.6.3`set_difference`