STL--算法

发布于:2024-12-18 ⋅ 阅读:(59) ⋅ 点赞:(0)

STL(Standard Template Library)中的算法库提供了丰富的通用算法,涵盖了排序、查找、合并、变换等多种操作。以下是一些常用的算法及其性能分析:

1. std::sort

介绍

  • std::sort 对容器中的元素进行排序。

  • 默认使用快速排序(QuickSort),但在某些情况下会切换到堆排序(HeapSort)或插入排序(InsertionSort)。

适用场景

  • 需要对容器中的元素进行排序。

性能

  • 平均时间复杂度:O(n log n)

  • 最坏时间复杂度:O(n log n)

2. std::stable_sort

介绍

  • std::stable_sort 对容器中的元素进行稳定排序,即保持相等元素的相对顺序。

  • 内部使用归并排序(MergeSort)。

适用场景

  • 需要对容器中的元素进行稳定排序。

性能

  • 平均时间复杂度:O(n log n)

  • 最坏时间复杂度:O(n log n)

3. std::find

介绍

  • std::find 在容器中查找指定值的元素。

  • 返回指向第一个匹配元素的迭代器,如果未找到则返回 end()

适用场景

  • 需要在线性时间内查找元素。

性能

  • 时间复杂度:O(n)

4. std::binary_search

介绍

  • std::binary_search 在有序容器中查找指定值的元素。

  • 返回布尔值,表示是否找到。

适用场景

  • 需要在对数时间内查找有序容器中的元素。

性能

  • 时间复杂度:O(log n)

5. std::lower_boundstd::upper_bound

介绍

  • std::lower_bound 返回指向第一个不小于指定值的元素的迭代器。

  • std::upper_bound 返回指向第一个大于指定值的元素的迭代器。

适用场景

  • 需要在对数时间内查找有序容器中的元素范围。

性能

  • 时间复杂度:O(log n)

6. std::merge

介绍

  • std::merge 将两个有序容器合并成一个有序容器。

适用场景

  • 需要合并两个有序容器。

性能

  • 时间复杂度:O(n + m),其中 n 和 m 分别是两个容器的元素数量。

7. std::copy

介绍

  • std::copy 将一个容器的元素复制到另一个容器。

适用场景

  • 需要复制容器中的元素。

性能

  • 时间复杂度:O(n)

8. std::transform

介绍

  • std::transform 对容器中的元素进行变换,并将结果存储到另一个容器。

适用场景

  • 需要对容器中的元素进行变换操作。

性能

  • 时间复杂度:O(n)

9. std::accumulate

介绍

  • std::accumulate 对容器中的元素进行累加操作。

适用场景

  • 需要对容器中的元素进行累加操作。

性能

  • 时间复杂度:O(n)

10. std::for_each

介绍

  • std::for_each 对容器中的每个元素执行指定的操作。

适用场景

  • 需要对容器中的每个元素执行相同的操作。

性能

  • 时间复杂度:O(n)

11. std::reverse

介绍

  • std::reverse 反转容器中的元素顺序。

适用场景

  • 需要反转容器中的元素顺序。

性能

  • 时间复杂度:O(n)

12. std::unique

介绍

  • std::unique 移除容器中相邻的重复元素。

适用场景

  • 需要移除容器中相邻的重复元素。

性能

  • 时间复杂度:O(n)

总结

  • 排序算法std::sortstd::stable_sort 适用于需要排序的场景,性能分别为 O(n log n)。

  • 查找算法std::find 适用于线性查找,std::binary_searchstd::lower_boundstd::upper_bound 适用于对数时间查找有序容器。

  • 合并算法std::merge 适用于合并两个有序容器,性能为 O(n + m)。

  • 复制和变换算法std::copystd::transform 适用于复制和变换操作,性能为 O(n)。

  • 累加和遍历算法std::accumulatestd::for_each 适用于累加和遍历操作,性能为 O(n)。

  • 反转和去重算法std::reversestd::unique 适用于反转和去重操作,性能为 O(n)。

 


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