算法与函数对象：C++标准库的实用指南

# 算法与函数对象：C++标准库的实用指南 ## 1. 引言 容器本身的作用有限，要真正发挥其价值，就需要基本操作的支持，如确定大小、迭代、复制、排序和搜索元素等。幸运的是，标准库提供了算法来满足用户对容器的常见基本需求。 函数对象为用户提供了一种自定义标准算法行为的机制。它们为算法操作用户数据提供了关键信息。因此，我们将重点介绍如何定义和使用函数对象。 ## 2. 标准库算法概述 乍一看，标准库算法可能让人望而生畏，但实际上只有60个。许多算法具有共同的基本行为和接口风格，便于理解。程序员应使用真正需要且理解的算法，编写代码的主要目的是让后续阅读者能清晰理解其含义。 每个算法都表示为模板函数或一组模板函数，这样算法可以处理包含各种类型元素的多种序列。返回迭代器的算法通常用输入序列的末尾表示失败。例如： ```cpp void f(list<string>& ls) { list<string>::iterator p = find(ls.begin(), ls.end(), "Fred"); if (p == ls.end()) { // didn't find "Fred" } else { // here, p points to "Fred" } } ``` 算法不会对输入或输出进行范围检查，范围错误必须通过其他方式防止。当算法返回迭代器时，该迭代器与输入的类型相同。例如： ```cpp void f(list<int>& li, const list<string>& ls) { list<int>::iterator p = find(li.begin(), li.end(), 42); list<string>::const iterator q = find(ls.begin(), ls.end(), "Ring"); } ``` 标准库算法涵盖了容器的常见操作，如遍历、排序、搜索、插入和删除元素等。标准算法都在`std`命名空间中，声明在`<algorithm>`中。有趣的是，大多数常见算法很简单，模板函数通常是内联的，这意味着算法的循环能从积极的逐函数优化中受益。标准函数对象也在`std`命名空间中，声明在`<functional>`中，设计为易于内联。 ### 2.1 非修改序列操作 非修改序列操作用于从序列中提取信息或查找元素的位置，如下表所示： | 算法 | 描述 | | --- | --- | | `for_each()` | 对序列中的每个元素执行操作 | | `find()` | 查找序列中值的首次出现 | | `find_if()` | 查找序列中满足谓词的第一个元素 | | `find_first_of()` | 在一个序列中查找另一个序列中的值 | | `adjacent_find()` | 查找相邻的一对值 | | `count()` | 统计序列中值的出现次数 | | `count_if()` | 统计序列中满足谓词的元素数量 | | `mismatch()` | 查找两个序列中首次不同的元素 | | `equal()` | 判断两个序列的元素是否成对相等 | | `search()` | 查找一个序列作为子序列的首次出现 | | `find_end()` | 查找一个序列作为子序列的最后一次出现 | | `search_n()` | 查找序列中连续n个相同值的首次出现 | 大多数算法允许用户指定对每个元素或元素对执行的实际操作，用户还可以提供相等和不等的判断标准，在合理情况下，最常见和有