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【C++STL基础入门】vector运算和遍历、排序、乱序算法

时间：2023-08-28 18:38:35浏览次数：49  
标签：include 函数 STL 元素 C++ v2 vector 排序 乱序

@TOC

前言

C++标准库提供了丰富的容器和算法，其中vector是最常用的容器之一。它以动态数组的形式存储元素，并提供了许多方便的运算符和算法来操作和处理数据。本文将介绍vector的基本运算、遍历方法、排序算法以及乱序算法。通过学习这些内容，您将能够更加灵活、高效地使用vector容器。

一、vector运算符

1.1 比较运算符

vector有哪些比较运算符？

在vector中，有下面这些比较运算符的重载 1、v1 == v2 2、v1 != v2 3、v1 <= v2 4、v1 >= v2 5、v1 < v2 6、v1 > v2

示例代码

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> v1 = {1, 2, 3};
    std::vector<int> v2 = {1, 2, 3};

    // v1 == v2
    if (v1 == v2)
        std::cout << "v1 is equal to v2" << std::endl;
    else
        std::cout << "v1 is not equal to v2" << std::endl;

    // v1 != v2
    if (v1 != v2)
        std::cout << "v1 is not equal to v2" << std::endl;
    else
        std::cout << "v1 is equal to v2" << std::endl;

    // v1 <= v2
    if (v1 <= v2)
        std::cout << "v1 is less than or equal to v2" << std::endl;
    else
        std::cout << "v1 is greater than v2" << std::endl;

    // v1 >= v2
    if (v1 >= v2)
        std::cout << "v1 is greater than or equal to v2" << std::endl;
    else
        std::cout << "v1 is less than v2" << std::endl;

    // v1 < v2
    if (v1 < v2)
        std::cout << "v1 is less than v2" << std::endl;
    else
        std::cout << "v1 is not less than v2" << std::endl;

    // v1 > v2
    if (v1 > v2)
        std::cout << "v1 is greater than v2" << std::endl;
    else
        std::cout << "v1 is not greater than v2" << std::endl;

    return 0;
}

【C++STL基础入门】vector运算和遍历、排序、乱序算法_#include

输出结果：

v1 is equal to v2
v1 is not equal to v2
v1 is less than or equal to v2
v1 is greater than or equal to v2
v1 is not less than v2
v1 is not greater than v2

注意

这些运算符对vector进行按元素比较，如果两个vector的元素数量相同且对应位置的元素相等，则认为它们是相等的。而在大小比较方面，会比较两个vector的字典序。

1.2 下标运算符

在前面我们已经讲过了vector的下标运算符了，在这里我们直接看一个示例代码吧

示例代码如下：

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 获取指定索引位置的元素值
    int index = 2;
    int value = v[index];
    std::cout << "Value at index " << index << ": " << value << std::endl;

    return 0;
}

【C++STL基础入门】vector运算和遍历、排序、乱序算法_迭代器_02

输出结果：

Value at index 2: 3

在这个示例代码中，我们创建了一个整数类型的vector v，然后使用方括号运算符 [] 获取了索引为2的元素值，并将其存储到整数变量 value 中。最后，我们将索引和对应的值输出到控制台。 请注意，向量的索引是从0开始的，因此索引2对应着第3个元素。在示例中，我们获取到了索引为2的元素，其值为3。

二、算法

2.1 算法需要的头文件

#include <algorithm>

2.2 遍历算法

函数原型：

template<class InputIterator, class Function>
Function for_each(InputIterator _First,  InputIterator _Last, Function _Func );

函数模板for_each用于对指定范围内的元素应用一个函数，它接受以下参数：

InputIterator _First：这是一个迭代器，指向要应用函数的范围的第一个元素。 InputIterator _Last：这是一个迭代器，指向应用函数范围后面的一个位置（即不包含在范围内）。 Function _Func：这是一个可调用对象（函数、函数指针、lambda表达式等），它将被应用于范围内的每个元素。 for_each函数会按顺序遍历范围内的每个元素，并将每个元素作为参数传递给函数_Func进行处理。

示例代码如下所示：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

void display(int num) {
    std::cout << num << " ";
}

int main() {
    std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};

    std::cout << "Elements in vector: ";
    std::for_each(v.begin(), v.end(), display);
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

【C++STL基础入门】vector运算和遍历、排序、乱序算法_迭代器_03

输出结果：

Elements in vector: 1 2 3 4 5

在这个示例代码中，我们创建了一个整数类型的vector v，并初始化它的元素。然后，我们定义了一个名为display的函数，用于输出传入的参数。接下来，我们使用for_each函数遍历整个vector，并将每个元素作为参数传递给display函数进行处理，从而显示出vector中的所有元素。

2.3 排序算法

从大到小

函数原型：

template<class RandomAccessIterator>
void sort(RandomAccessIterator _First, RandomAccessIterator _Last );

函数sort是C++标准库中的一个排序算法，它用于对指定范围内的元素进行排序。下面是sort函数的参数解释：

1.RandomAccessIterator _First：这是一个迭代器，指向要排序范围的第一个元素。 2.RandomAccessIterator _Last：这是一个迭代器，指向排序范围后面的一个位置（即不包含在排序范围内）。

sort函数通过比较迭代器指向的元素来对范围进行排序，它可以用于各种类型的容器（如vector、array等）或原始数组。排序范围的开始位置由迭代器_First表示，结束位置由迭代器_Last表示。

示例代码如下所示：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main() {
    std::vector<int> v = {5, 2, 8, 3, 1};

    std::cout << "Before sorting: ";
    for (const auto& num : v) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

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

    std::cout << "After sorting: ";
    for (const auto& num : v) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

【C++STL基础入门】vector运算和遍历、排序、乱序算法_示例代码_04

输出结果：

Before sorting: 5 2 8 3 1
After sorting: 1 2 3 5 8

在这个示例代码中，我们创建了一个整数类型的vector v，并初始化它的元素。然后，我们使用sort函数对整个vector进行排序，通过v.begin()表示排序范围的开始位置，通过v.end()表示排序范围的结束位置。最后，我们输出排序前后的vector元素以验证排序结果。 希望这个例子能帮助您理解sort函数和其参数的使用！

从小到大

函数原型：

template<class RandomAccessIterator, class Pr>
void sort( RandomAccessIterator _First,  RandomAccessIterator _Last, BinaryPredicate _Comp);

函数sort是C++标准库中的一个排序算法，它用于对指定范围内的元素进行排序。下面是sort函数的参数解释：

RandomAccessIterator _First：这是一个迭代器，指向要排序范围的第一个元素。 RandomAccessIterator _Last：这是一个迭代器，指向排序范围后面的一个位置（即不包含在排序范围内）。 BinaryPredicate _Comp：这是一个二元谓词（函数对象或lambda表达式），用于指定元素的比较方式。 sort函数按照指定的比较规则对范围内的元素进行排序。排序范围的开始位置由迭代器_First表示，结束位置由迭代器_Last表示。比较规则由提供的二元谓词_Comp定义，用于比较两个元素的关系。默认情况下，如果不提供_Comp参数，sort函数将使用默认的比较操作符（<）进行排序。

示例代码如下所示：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

bool compare(int a, int b) {
    return a > b;
}

int main() {
    std::vector<int> v = {5, 2, 8, 3, 1};

    std::cout << "Before sorting: ";
    for (const auto& num : v) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    std::sort(v.begin(), v.end(), compare);

    std::cout << "After sorting: ";
    for (const auto& num : v) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

【C++STL基础入门】vector运算和遍历、排序、乱序算法_示例代码_05

输出结果：

Before sorting: 5 2 8 3 1
After sorting: 8 5 3 2 1

在这个示例代码中，我们创建了一个整数类型的vector v，并初始化它的元素。然后，我们定义了一个名为compare的二元谓词函数，用于按照降序对元素进行排序。接下来，我们使用sort函数对整个vector进行排序，通过v.begin()表示排序范围的开始位置，通过v.end()表示排序范围的结束位置，并传递自定义的比较函数compare作为第三个参数。最后，我们输出排序前后的vector元素以验证排序结果。

需要知道的事情：参数三 greater<>() 可以指定从大到小,其实他就是一个自定义的比较函数而已

2.4 乱序算法

函数原型：

void random_shuffle(RandomAccessIterator _First, RandomAccessIterator _Last );

函数random_shuffle是C++标准库中的一个算法，用于将指定范围内的元素进行随机重排。下面是random_shuffle函数的参数解释：

RandomAccessIterator _First：这是一个迭代器，指向要进行随机重排范围的第一个元素。 RandomAccessIterator _Last：这是一个迭代器，指向随机重排范围后面的一个位置（即不包含在范围内）。 random_shuffle函数通过随机交换元素的位置来实现重排。重排范围的开始位置由迭代器_First表示，结束位置由迭代器_Last表示。

示例代码如下所示：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <random>

int main() {
    std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};

    std::cout << "Before shuffling: ";
    for (const auto& num : v) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    std::random_device rd;
    std::mt19937 g(rd());

    std::shuffle(v.begin(), v.end(), g);

    std::cout << "After shuffling: ";
    for (const auto& num : v) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

【C++STL基础入门】vector运算和遍历、排序、乱序算法_示例代码_06

输出结果：

Before shuffling: 1 2 3 4 5
After shuffling: 3 5 1 2 4

在这个示例代码中，我们创建了一个整数类型的vector v，并初始化它的元素。然后，我们使用random_device和mt19937来生成一个随机数引擎对象 g。接下来，我们使用shuffle函数将整个vector随机重排，通过v.begin()表示重排范围的开始位置，通过v.end()表示重排范围的结束位置，并传递生成的随机数引擎对象g作为第三个参数。最后，我们输出重排前后的vector元素以验证结果。

乱序算法想看详细的请到C++11专栏进行了解:C++11保姆级教程----专栏

总结

本文介绍了vector容器的基本运算符和常用算法，包括遍历、排序和乱序。通过使用这些运算符和算法，我们可以更方便地操作和处理vector中的元素，提高代码的灵活性和效率。在实际开发中，根据需求选择合适的运算符和算法，将有助于更好地利用C++STL的强大功能。

希望本文对您理解vector的运算和算法有所帮助。谢谢阅读！

标签：include,函数,STL,元素,C++,v2,vector,排序,乱序
From： https://blog.51cto.com/u_16176403/7265795

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