C++ STL 算法库的基本知识

在本文中，我们将介绍C++ STL（Standard Template Library）算法库的基本知识。STL算法库是C++标准库中的重要组成部分，提供了丰富的算法操作，如查找、排序、复制等。我们将深入了解STL算法库的使用方法和相关示例。

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STL算法库概述

STL算法库提供了许多常用的算法函数，可以对容器中的元素进行各种操作。这些函数广泛用于各种C++应用中，包括数据处理、排序、搜索、合并等。STL算法库的函数都定义在头文件中，并且遵循一定的规则和语法。

STL算法库的分类

STL算法库可分为三个主要类别：基本算法、数值算法和定制算法。

1. 基本算法

基本算法是STL算法库中最基础的部分，包括排序、搜索、比较等操作。这些算法函数通常适用于所有容器，并以简洁高效的方式实现常见的操作。

下面是一些基本算法示例：

排序算法

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

int main() {
    std::vector<int> vec = {5, 2, 4, 1, 3};
    std::sort(vec.begin(), vec.end());

    for(auto i : vec) {
        std::cout << i << " ";
    }

    return 0;
}

输出结果：1 2 3 4 5

查找算法

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

int main() {
    std::vector<int> vec = {5, 2, 4, 1, 3};
    auto it = std::find(vec.begin(), vec.end(), 4);

    if(it != vec.end()) {
        std::cout << "Found" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Not found" << std::endl;
    }

    return 0;
}

输出结果：Found

2. 数值算法

数值算法是STL算法库中用于数值计算的一类算法，包括求和、积、平均值等操作。这些算法函数针对数值类型容器进行操作，可以方便地完成复杂的数值计算任务。

下面是一些数值算法示例：

累加算法

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

int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    int sum = std::accumulate(vec.begin(), vec.end(), 0);

    std::cout << "Sum: " << sum << std::endl;

    return 0;
}

输出结果：Sum: 15

均值算法

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

int main() {
    std::vector<double> vec = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0};
    double mean = std::accumulate(vec.begin(), vec.end(), 0.0) / vec.size();

    std::cout << "Mean: " << mean << std::endl;

    return 0;
}

输出结果：Mean: 3

3. 定制算法

定制算法是STL算法库中用于自定义操作的一类算法。通过自定义函数或函数对象，可以对容器中的元素进行灵活的操作。这些算法函数可以根据具体需求进行定制，达到不同的计算目的。

下面是一些定制算法示例：

自定义排序算法

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

bool Compare(int a, int b) {
    // 按照绝对值大小进行排序
    return abs(a) < abs(b);
}

int main() {
    std::vector<int> vec = {-5, 2, -4, 1, 3};
    std::sort(vec.begin(), vec.end(), Compare);

    for(auto i : vec) {
        std::cout << i << " ";
    }

    return 0;
}

输出结果：1 2 3 -4 -5

自定义操作算法

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

void PrintSquare(int n) {
    std::cout << n * n << " ";
}

int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    std::for_each(vec.begin(), vec.end(), PrintSquare);

    return 0;
}

输出结果：1 4 9 16 25