c++11新增的便利算法实例分析

C++是一门应用非常广泛的程序设计语言，而c++11则新增加了一些便利的算法，这些新增的算法使我们的代码写起来更简洁方便，本文列举一些常用的新增算法，算是做个总结分析，更多的新增算法读者可以参考：http://en.cppreference.com/w/cpp/algorithm。

算法库新增了三个用于判断的算法all_of、any_of和none_of，定义如下：

template< class InputIt, class UnaryPredicate >
bool all_of( InputIt first, InputIt last, UnaryPredicate p );

template< class InputIt, class UnaryPredicate >
bool any_of( InputIt first, InputIt last, UnaryPredicate p );

template< class InputIt, class UnaryPredicate >
bool none_of( InputIt first, InputIt last, UnaryPredicate p );

① all_of:检查区间[first, last)中是否所有的元素都满足一元判断式p，所有的元素都满足条件返回true，否则返回false。
② any_of：检查区间[first, last)中是否至少有一个元素都满足一元判断式p，只要有一个元素满足条件就返回true，否则返回true。
③ none_of：检查区间[first, last)中是否所有的元素都不满足一元判断式p，所有的元素都不满足条件返回true，否则返回false。

下面是这几个算法的示例：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
    vector<int> v = { 1, 3, 5, 7, 9 };
　　 auto isEven = [](int i){return i % 2 != 0;
    bool isallOdd = std::all_of(v.begin(), v.end(), isEven);
    if (isallOdd)
       cout << "all is odd" << endl;

    bool isNoneEven = std::none_of(v.begin(), v.end(), isEven);
    if (isNoneEven)
       cout << "none is even" << endl;

    vector<int> v1 = { 1, 3, 5, 7, 8, 9 };
    bool anyof = std::any_of(v1.begin(), v1.end(), isEven);
    if (anyof)
       cout << "at least one is even" << endl;
}

输出：

all is odd
none is odd
at least one is even

算法库的查找算法新增了一个find_if_not，它的含义和find_if是相反的，即查找不符合某个条件的元素，find_if也可以实现find_if_not的功能，只需要将判断式改为否定的判断式即可，现在新增了find_if_not之后，就不需要再写否定的判断式了，可读性也变得更好。下面是它的基本用法：

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

int main()
{
  vector<int> v = { 1, 3, 5, 7, 9,4 };
  auto isEven = [](int i){return i % 2 == 0;};
  auto firstEven = std::find_if(v.begin(), v.end(), isEven);
  if (firstEven!=v.end())
       cout << "the first even is " <<* firstEven << endl;

    //用find_if来查找奇数则需要重新写一个否定含义的判断式
　　auto isNotEven = [](int i){return i % 2 != 0;};
　　auto firstOdd = std::find_if(v.begin(), v.end(),isNotEven);

    if (firstOdd!=v.end())
       cout << "the first odd is " <<* firstOdd << endl;

    //用find_if_not来查找奇数则无需新定义判断式

    auto odd = std::find_if_not(v.begin(), v.end(), isEven);
    if (odd!=v.end())
       cout << "the first odd is " <<* odd << endl;
}

将输出：

the first even is 4
the first odd is 1
the first odd is 1

可以看到使用find_if_not不需要再定义新的否定含义的判断式了，更简便了。

算法库还增加了一个copy_if算法，它相比原来的copy算法多了一个判断式，用起来更方便了，下面是它的基本用法：

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

int main()
{
    vector<int> v = { 1, 3, 5, 7, 9, 4 };
    std::vector<int> v1(v.size());
　　　　//根据条件拷贝
　　　　auto it = std::copy_if(v.begin(), v.end(), v1.begin(), [](int i){return i%2!=0;});
　　　　//缩减vector到合适大小
  　　v1.resize(std::distance(v1.begin(),it));
    for(int i : v1)
    {
       cout<<i<<" ";
    }

    cout<<endl;
}

算法库新增了iota用来方便的生成有序序列，比如我们需要一个定长数组，这个数组中的元素都是在某一个数值的基础之上递增的，那么用iota可以很方便的生成这个数组了。下面是它的基本用法：

#include <numeric>
#include <array>
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
vector<int> v(4) ;
//循环遍历赋值来初始化数组
//for(int i=1; i<=4; i++)
//{
//  v.push_back(i);
//}

//直接通过iota初始化数组，更简洁
  std::iota(v.begin(), v.end(), 1);
  for(auto n: v) {
    cout << n << ' ';
  }
  cout << endl;

  std::array<int, 4> array;
  std::iota(array.begin(), array.end(), 1);
  for(auto n: array) {
    cout << n << ' ';
  }
  std::cout << endl;
}

将输出：

1 2 3 4
1 2 3 4

可以看到使用iota比遍历赋值来初始化数组更简洁，需要注意的是iota初始化的序列需要指定大小，如果上面的代码中：vector<int> v(4) ;没有指定初始化大小为4的话，则输出为空。

算法库还新增了一个同时获取最大值和最小值的算法minmax_element，这样我们如果想获取最大值和最小值的时候就不用分别调用max_element和max_element算法了，用起来会更方便，minmax_element会将最小值和最大值的迭代器放到一个pair中返回，下面是它的基本用法：

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

int main() {
  // your code goes here
  vector<int> v = { 1, 2, 5, 7, 9, 4 };
  auto result = minmax_element(v.begin(), v.end());

  cout<<*result.first<<" "<<*result.second<<endl;

  return 0;
}

将输出：

1 9

算法库新增了is_ sorted和is_ sorted_until算法，is_sort用来判断某个序列是否是排好序的，is_sort_until则用来返回序列中前面已经排好序的部分序列。下面是它们的基本用法：

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

int main() {
  vector<int> v = { 1, 2, 5, 7, 9, 4 };
  auto pos = is_sorted_until(v.begin(), v.end());

  for(auto it=v.begin(); it!=pos; ++it)
  {
    cout<<*it<< " ";
  }
  cout<<endl;

  bool is_sort = is_sorted(v.begin(), v.end());
  cout<< is_sort<<endl;
  return 0;
}

将输出：

1 2 5 7 9
0

总结：这些新增的算法让我们用起来更加简便，也增强了代码的可读性。

希望本文所述算法对大家更好的掌握C++11能有所帮助。