21.4 — STL 算法概述

除了容器类和迭代器之外，STL 还提供了许多通用算法，用于处理容器类的元素。这些算法可以让你实现诸如搜索、排序、插入、重新排序、删除和复制容器类元素等功能。

请注意，算法是作为使用迭代器操作的函数实现的。这意味着每个算法只需要实现一次，并且通常会自动适用于所有提供一组迭代器（包括你自定义的容器类）的容器。虽然这非常强大，可以快速编写复杂的代码，但它也有一个阴暗面：某些算法和容器类型的组合可能无法工作，可能导致无限循环，或者可能工作但性能极差。因此，使用这些算法需自行承担风险。

STL 提供了相当多的算法——我们在这里只介绍一些更常见和易于使用的算法。其余的（以及完整的详细信息）将保留在关于 STL 算法的章节中。

要使用任何 STL 算法，只需包含 algorithm 头文件。

min_element 和 max_element

std::min_element 和 std::max_element 算法用于查找容器类中的最小和最大元素。std::iota 生成一系列连续的值。

#include <algorithm> // std::min_element and std::max_element
#include <iostream>
#include <list>
#include <numeric> // std::iota

int main()
{
    std::list<int> li(6);
    // Fill li with numbers starting at 0.
    std::iota(li.begin(), li.end(), 0);

    std::cout << *std::min_element(li.begin(), li.end()) << ' '
              << *std::max_element(li.begin(), li.end()) << '\n';
	
    return 0;
}

打印

0 5

find (和 list::insert)

在这个例子中，我们将使用 std::find() 算法在 list 类中查找一个值，然后使用 list::insert() 函数在该位置向 list 中添加一个新值。

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <list>
#include <numeric>

int main()
{
    std::list<int> li(6);
    std::iota(li.begin(), li.end(), 0);

    // Find the value 3 in the list
    auto it{ std::find(li.begin(), li.end(), 3) };
    
    // Insert 8 right before 3.
    li.insert(it, 8);

    for (int i : li) // for loop with iterators
        std::cout << i << ' ';
    	
    std::cout << '\n';

    return 0;
}

这将打印值

0 1 2 8 3 4 5

当搜索算法没有找到它要查找的内容时，它会返回结束迭代器。
如果我们不确定 3 是 li 的一个元素，那么在使用返回的迭代器进行其他操作之前，我们必须检查 std::find 是否找到了它。

if (it == li.end())
{
  std::cout << "3 was not found\n";
}
else
{
  // ...
}

sort 和 reverse

在这个例子中，我们将对一个 vector 进行排序，然后将其反转。

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

int main()
{
    std::vector<int> vect{ 7, -3, 6, 2, -5, 0, 4 };

    // sort the vector
    std::sort(vect.begin(), vect.end());

    for (int i : vect)
    {
        std::cout << i << ' ';
    }

    std::cout << '\n';

    // reverse the vector
    std::reverse(vect.begin(), vect.end());

    for (int i : vect)
    {
        std::cout << i << ' ';
    }
 	
    std::cout << '\n';

    return 0;
}

这会产生结果