C++ STL常用算法之常用排序算法

常用排序算法

学习目标：

掌握常用的排序算法。

算法简介：

sort //对容器内元素进行排序
random_shuffle //洗牌，指定范围内的元素随机调整次序
merge //容器元素合并，并存储到另一容器中
reverse //反转指定范围的元素

sort

功能描述：

对容器内元素进行排序。

函数原型：

sort(iterator beg, iterator end, _Pred);
- // 按查找元素，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 谓词

内置数据类型排序：

cpp 复制代码

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

using namespace std;

// 自定义排序规则：降序排列
class Greater {
public:
    bool operator()(int a, int b) {
        return a > b;
    }
};

void testSort() {
    vector<int> v;
    for (int i = 10; i > 0; i--) {
        v.push_back(i);
    }

    cout << "排序前：" << endl;
    for (auto it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;

    // 使用sort算法进行排序，默认升序
    sort(v.begin(), v.end());

    cout << "升序排序后：" << endl;
    for (auto it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;

    // 使用自定义规则进行降序排序
    sort(v.begin(), v.end(), Greater());

    cout << "降序排序后：" << endl;
    for (auto it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

int main() {
    testSort();
    return 0;
}

random_shuffle

功能描述：

洗牌，指定范围内的元素随机调整次序。

函数原型：

random_shuffle(iterator beg, iterator end);
- // 指定范围内的元素随机调整次序
- beg 开始迭代器
- end 结束迭代器

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <ctime>
using namespace std;

void testRandomShuffle() {
    //添加以时间为基准的随机种子，保证每次数据都是随机打乱的
    srand((unsigned int)time(NULL));
    vector<int> v;
    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        v.push_back(i);
    }

    cout << "洗牌前：" << endl;
    for (auto it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;

    // 使用random_shuffle算法进行洗牌
    random_shuffle(v.begin(), v.end());

    cout << "洗牌后：" << endl;
    for (auto it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

int main() {
    testRandomShuffle();
    return 0;
}

merge

功能描述：

两个容器元素合并，并存储到另一容器中。

函数原型：

merge(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
- // 容器元素合并，并存储到另一容器中
- 注意：两个容器必须是有序的
- beg1 容器1开始迭代器
- end1 容器1结束迭代器
- beg2 容器2开始迭代器
- end2 容器2结束迭代器
- dest 目标容器**开始迭代器,**必须是开始迭代器

cpp 复制代码

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

using namespace std;

void testMerge() {
    vector<int> v1;
    vector<int> v2;
    vector<int> v3;
    

    // 初始化两个有序容器
    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
        v1.push_back(i);
    }

    for (int i = 6; i <= 10; i++) {
        v2.push_back(i);
    }
    //要初始化v3的容器大小,否则在后面运行会导致段错误
    //如果未知要分配多少容量时，可以先不使用 resize()
    //把merge中 v3.begin() 改为 back_inserter(v3.begin())
    //‌back_inserter‌是一个用于在容器尾部插入元素的迭代器适配器。
    //它通过调用容器的push_back方法来插入元素，从而避免了手动管理容器的动态扩展。
    //使用back_inserter可以方便地向容器中追加数据，而无需担心容器的容量问题。
    v3.resize(v1.size()+v2.size());
    cout << "合并前：" << endl;
    cout << "v1: ";
    for (auto it = v1.begin(); it != v1.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;

    cout << "v2: ";
    for (auto it = v2.begin(); it != v2.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;

    // 合并两个容器到v3
    merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), v3.begin());

    cout << "合并后：" << endl;
    cout << "v3: ";
    for (auto it = v3.begin(); it != v3.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

int main() {
    testMerge();
    return 0;
}

reverse

功能描述：

将容器内元素进行反转。

函数原型：

reverse(iterator beg, iterator end);
- // 反转指定范围的元素
- beg 开始迭代器
- end 结束迭代器

cpp 复制代码

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

using namespace std;

void testReverse() {
    vector<int> v;
    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        v.push_back(i);
    }

    cout << "反转前：" << endl;
    for (auto it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;

    // 使用reverse算法反转容器中的元素
    reverse(v.begin(), v.end());

    cout << "反转后：" << endl;
    for (auto it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

int main() {
    testReverse();
    return 0;
}