STL 算法
STL 提供了大约 100 个实现算法的模版函数,基本都包含在 <algorithm>
之中,还有一部分包含在 <numeric>
和 <functional>
。完备的函数列表请 参见参考手册,排序相关的可以参考 排序内容的对应页面。
find
:顺序查找。find(v.begin(), v.end(), value)
,其中value
为需要查找的值。find_end
:逆序查找。find_end(v.begin(), v.end(), value)
。reverse
:翻转数组、字符串。reverse(v.begin(), v.end())
或reverse(a + begin, a + end)
。unique
:去除容器中相邻的重复元素。unique(ForwardIterator first, ForwardIterator last)
,返回值为指向 去重后 容器结尾的迭代器,原容器大小不变。与sort
结合使用可以实现完整容器去重。random_shuffle
:随机地打乱数组。random_shuffle(v.begin(), v.end())
或random_shuffle(v + begin, v + end)
。
random_shuffle
函数在最新 C++ 标准中已被移除random_shuffle
自 C++14 起被弃用,C++17 起被移除。
在 C++11 以及更新的标准中,您可以使用 shuffle
函数代替原来的 random_shuffle
。使用方法为 shuffle(v.begin(), v.end(), rng)
(最后一个参数传入的是使用的随机数生成器,一般情况使用以真随机数生成器 random_device
播种的梅森旋转伪随机数生成器 mt19937
)。
sort
:排序。sort(v.begin(), v.end(), cmp)
或sort(a + begin, a + end, cmp)
,其中end
是排序的数组最后一个元素的后一位,cmp
为自定义的比较函数。stable_sort
:稳定排序,用法同sort()
。nth_element
:按指定范围进行分类,即找出序列中第 大的元素,使其左边均为小于它的数,右边均为大于它的数。nth_element(v.begin(), v.begin() + mid, v.end(), cmp)
或nth_element(a + begin, a + begin + mid, a + end, cmp)
。binary_search
:二分查找。binary_search(v.begin(), v.end(), value)
,其中value
为需要查找的值。merge
:将两个(已排序的)序列 有序合并 到第三个序列的 插入迭代器 上。merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end() ,back_inserter(v3))
。inplace_merge
:将两个(已按小于运算符排序的):[first,middle), [middle,last)
范围 原地合并为一个有序序列。inplace_merge(v.begin(), v.begin() + middle, v.end())
。lower_bound
:在一个有序序列中进行二分查找,返回指向第一个 大于等于 的元素的位置的迭代器。如果不存在这样的元素,则返回尾迭代器。lower_bound(v.begin(),v.end(),x)
。upper_bound
:在一个有序序列中进行二分查找,返回指向第一个 大于 的元素的位置的迭代器。如果不存在这样的元素,则返回尾迭代器。upper_bound(v.begin(),v.end(),x)
。
lower_bound
和 upper_bound
的时间复杂度在一般的数组里,这两个函数的时间复杂度均为 set
等关联式容器中,直接调用 lower_bound(s.begin(),s.end(),val)
的时间复杂度是
set
等关联式容器中已经封装了 lower_bound
等函数(像 s.lower_bound(val)
这样),这样调用的时间复杂度是
next_permutation
:将当前排列更改为 全排列中的下一个排列。如果当前排列已经是 全排列中的最后一个排列(元素完全从大到小排列),函数返回false
并将排列更改为 全排列中的第一个排列(元素完全从小到大排列);否则,函数返回true
。next_permutation(v.begin(), v.end())
或next_permutation(v + begin, v + end)
。partial_sum
:求前缀和。设源容器为 ,目标容器为 ,则令 。partial_sum(src.begin(), src.end(), back_inserter(dst))
。
使用样例
- 使用
next_permutation
生成 到 的全排列。例题:Luogu P1706 全排列问题
- 使用
lower_bound
与upper_bound
查找有序数组 中小于 ,等于 ,大于 元素的分界线。
- 使用
partial_sum
求解 中元素的前缀和,并存储于 中。
- 使用
lower_bound
查找有序数组 中最接近 的元素。例题:UVA10487 Closest Sums
- 使用
sort
与unique
查找数组 中 第 小的值(注意:重复出现的值仅算一次,因此本题不是求解第 小的元素)。例题:Luogu P1138 第 k 小整数
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