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C++编程：常见内置算法

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2025-09-13 12:36:02

C++中算法主要是由头文件<algorithm><functional><numeric>组成。

<algorithm>是所有STL头文件中最大的一个算法头文件，范围涉及到比较、交换、查找、遍历操作、复制、修改等等。

<numeric>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<functiona1>定义了一些模板类,用以声明函数对象。

1 遍历算法 1.1 for_each

函数原型:

for_each(iterator beg,iterator end,_func);// 遍历算法遍历容器元素// beg 开始迭代器// end 结束迭代器//_func 函数或者函数对象

代码如下：

#include <iostream> using namespace std; #include<algorithm> #include<vector> //_func普通函数 void print01(int val) { cout<<val<<" "; } //_func仿函数 class print02 { public: void operator()(int val) { cout<<val<<" "; } }; //for_each void test01() { vector<int> v; for(int i=0;i<10;i++) { v.push_back(i); } for_each(v.begin(),v.end(),print01);//普通函数放函数名 cout<<endl; for_each(v.begin(),v.end(),print02());//仿函数放函数对象 cout<<endl; } int main() { test01(); return 0 ; }

输出如下：

1.2 transfom

功能：搬运容器中的内容到另一个容器中

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

代码如下：

#include<iostream> using namespace std; #include<algorithm> #include<vector> class Transform { public: int operator()(int v) { return v; } }; class MyPrint { public: void operator()(int val) { cout<<val<<' '; } }; void test01() { vector<int> v1; for(int i=0;i<10;i++) { v1.push_back(i); } vector<int> v2; v2.resize(v1.size());//目标容器需要提前开辟空间 transform(v1.begin(),v1.end(),v2.begin(),Transform()); for_each(v2.begin(),v2.end(),MyPrint()); cout<<endl; } int main() { test01(); return 0; }

输出如下：

错误示例：目标容器未提前开辟空间

2 查找算法 2.1 find

功能：查找元素，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

代码如下：

#include<iostream> using namespace std; #include<algorithm> #include<vector> #include<string> //查找内置数据类型 void test01() { vector<int> v; for(int i=0;i<10;i++) { v.push_back(i); } vector<int>::iterator it=find(v.begin(),v.end(),4); if(it==v.end()) { cout<<"none"<<endl; } else { cout<<"find: "<<*it<<endl; } vector<int>::iterator it2=find(v.begin(),v.end(),44); if(it2==v.end()) { cout<<"none"<<endl; } else { cout<<"find: "<<*it2<<endl; } } //查找自定义数据类型 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; } else { return false; } } string m_Name; int m_Age; }; void test02() { vector<Person> v; Person p1("aaa",22); Person p2("bbb",25); Person p3("ccc",14); Person p4("ddd",24); v.push_back(p1); v.push_back(p2); v.push_back(p3); v.push_back(p4); Person pp("ddd",24); vector<Person>::iterator it=find(v.begin(),v.end(),pp); if(it==v.end()) { cout<<"none"<<endl; } else { cout<<"find name: "<<(*it).m_Name<<" age:"<<(*it).m_Age<<endl; } } int main() { test01(); test02(); return 0; }

输出如下：

2.2 find_if

功能：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)

代码如下：

#include<iostream> using namespace std; #include<algorithm> #include<vector> #include<string> //查找内置数据类型 class GreaterFive { public: bool operator()(int val) { return val>5; } }; void test01() { vector<int> v; for(int i=0;i<10;i++) { v.push_back(i); } vector<int>::iterator it=find_if(v.begin(),v.end(),GreaterFive()); if(it==v.end()) { cout<<"none"<<endl; } else { cout<<"find: "<<*it<<endl; } } //查找自定义数据类型 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; } else { return false; } } string m_Name; int m_Age; }; class Greater20 { public: bool operator()(Person & p) { return p.m_Age>20; } }; void test02() { vector<Person> v; Person p1("aaa",22); Person p2("bbb",25); Person p3("ccc",14); Person p4("ddd",24); v.push_back(p1); v.push_back(p2); v.push_back(p3); v.push_back(p4); vector<Person>::iterator it=find_if(v.begin(),v.end(),Greater20()); if(it==v.end()) { cout<<"none"<<endl; } else { cout<<"find name: "<<(*it).m_Name<<" age:"<<(*it).m_Age<<endl; } } int main() { test01(); test02(); return 0; }

输出如下：

2.3 adjacent_find

功能：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

代码如下：

#include<iostream> using namespace std; #include<algorithm> #include<vector> #include<string> //查找内置数据类型 void test01() { vector<int> v; v.push_back(2); v.push_back(3); v.push_back(4); v.push_back(2); v.push_back(1); v.push_back(7); v.push_back(5); vector<int>::iterator it=adjacent_find(v.begin(),v.end()); if(it==v.end()) { cout<<"none"<<endl; } else { cout<<"find: "<<*it<<endl; } vector<int> v2; v2.push_back(2); v2.push_back(3); v2.push_back(4); v2.push_back(4); v2.push_back(1); v2.push_back(7); v2.push_back(5); vector<int>::iterator it2=adjacent_find(v2.begin(),v2.end()); if(it2==v2.end()) { cout<<"none"<<endl; } else { cout<<"find: "<<*it2<<endl; } } int main() { test01(); return 0; }

输出如下：

2.4 binary_search

功能：二分查找法

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

代码如下：

#include<iostream> using namespace std; #include<algorithm> #include<vector> void test01() { vector<int> v; for(int i=0;i<10;i++) { v.push_back(i); } bool ret=binary_search(v.begin(),v.end(),4); if(ret) { cout<<"find it!"<<endl; } else { cout<<"none"<<endl; } v.push_back(7);//插入新元素后是一个无序序列,用binary_search查找结果不准确 bool ret2=binary_search(v.begin(),v.end(),9); if(ret2) { cout<<"find it!"<<endl; } else { cout<<"none"<<endl; } } int main() { test01(); return 0; }

输出如下：

2.5 count

功能：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

代码如下：

#include<iostream> using namespace std; #include<algorithm> #include<vector> #include<string> //统计内置数据类型 void test01() { vector<int> v; v.push_back(2); v.push_back(3); v.push_back(4); v.push_back(2); v.push_back(1); v.push_back(7); v.push_back(5); int num=count(v.begin(),v.end(),2); cout<<"number of 2: "<<num<<endl; } 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; }; //统计自定义数据类型（需要重载==） void test02() { vector<Person> v; Person p1("aaa",23); Person p2("bbb",34); Person p3("ccc",52); Person p4("ddd",14); v.push_back(p1); v.push_back(p2); v.push_back(p3); v.push_back(p4); Person p("addf",23); int num=count(v.begin(),v.end(),p); cout<<"number of same age as p: "<<num<<endl; } int main() { test01(); test02(); return 0; }

输出如下：

2.6 count_if

功能：按条件统计元素个数

函数原型: count_if(iteratdr 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

代码如下：

#include<iostream> using namespace std; #include<algorithm> #include<vector> #include<string> //统计内置数据类型 class GreaterFive { public: bool operator()(int val) { return val>5; } }; void test01() { vector<int> v; v.push_back(2); v.push_back(3); v.push_back(4); v.push_back(2); v.push_back(1); v.push_back(7); v.push_back(5); int num=count_if(v.begin(),v.end(),GreaterFive()); cout<<"number of >5: "<<num<<endl; } 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; }; class Greater15 { public: bool operator()(Person &p) { return p.m_Age>15; } }; void test02() { vector<Person> v; Person p1("aaa",23); Person p2("bbb",34); Person p3("ccc",52); Person p4("ddd",14); v.push_back(p1); v.push_back(p2); v.push_back(p3); v.push_back(p4); Person p("addf",23); int num=count_if(v.begin(),v.end(),Greater15()); cout<<"number of age>15: "<<num<<endl; } int main() { test01(); test02(); return 0; }

输出如下：

3 排序算法 3.1 sort

3.2 random_shuffle

3.3 merge

3.4 reverse

4 拷贝和替换算法

4.1 copy

4.2 replace

4.3 replace_if

4.4 swap

5 算术生成算法

5.1 accumulate