monolake 的GeekBand C++开发学习笔记(八)

前记:本周进入STL的最后一周,主要讲解的是各种泛型算法:非变易型算法,变易型算法,排序,数值算法,最后还介绍了内存分配器。下面为我的一些个人所得:

算法(Algorithms)

在STL中算法可以比喻为刻刀,通过对各种精妙算法的运用,才能将程序雕刻成一座完美的艺术品。
重要的一点是算法是数学思想,并不是STL或者C++所独有。STL的标准算法是将一些精妙的算法思想进行了实作(实现),以方便我们快捷的运用。因此在使用他们的时候,不光应该知道怎么使用,更应该知道其算法思想及其实现方式。只有后两者才是算法真正有价值的核心。
首先应该了解一点,算法一般不是成员函数,而是搭配迭代器使用的全局函数。这样也是为了使算法更好的配合更多的容器进行使用。
算法大体上分为四类:
1、非变易型算法:指不直接修改其所操作的容器内容的算法。
2、变易型算法:指可以修改它们所操作的容器内容的算法。
3、排序算法:包括对序列进行排序和合并的算法、搜索算法以及有序序列上的集合操作。
4、数值算法:对容器内容进行数值计算。

带后缀名的算法

在以上总体基础上,还需要注意的两个很特别的词尾(后缀):
1,后缀_if
例如count(),find()的非变易型算法或者remove()这样的非变易型算法,要求参数传递一个值,与区间内容进行比较,得出想要的结果。但是如果我们想要传递一个函数或者仿函数,例如判定OP(elem)的true或false来得出结果呢,这就要用到后缀_if了,比如count_if():

difference_type
count_if(InputIterator beg,InputIterator end,UnaryPredicate op)

表示计算在[beg,end)区间中op(elem)判定为true的元素个数。
2,后缀_copy
replace(),remove()等算法是在容器本体上进行的修改操作,如果不想修改原容器,而是将修改后的内容复制到新的区间里呢?用_copy后缀就对啦。
例如:remove_copy()

OutputInterator
remove_copy (InputIterator sourceBeg, InputIterator sourceEnd,
                       OutputIterator destBeg,
                       const T& value)

表示复制[beg,end)区间内的值到destBeg开始的目标区间,并将与值value相等的值移除。原区间内容不变哦。

当然_if和_copy也可以一起使用哦,例如remove_copy_if:

OutputInterator
remove_copy_if (InputIterator sourceBeg, InputIterator sourceEnd,
                       OutputIterator destBeg,
                       UnaryPredicat op)

表示复制[beg,end)区间内的值到destBeg开始的目标区间,并将op(elem)判定为ture的值移除,原区间内容不变。

复杂度

复杂度是算法的带来的数学性质。复杂度与程序效率息息相关。
分为两种(参考资料[1]):
1,时间复杂度
包含时间频度T(n)和时间复杂度O(f(n))两个概念。简单的说就是运行时间上的效率。
2,空间复杂度
一个程序的空间复杂度是指运行完一个程序所需内存的大小。利用程序的空间复杂度,可以对程序的运行所需要的内存多少有个预先估计。
包含两个部分:
(1)固定部分。主要包括指令空间(即代码空间)、数据空间(常量、简单变量)等所占的空间。这部分属于静态空间。
(2)可变空间。这部分空间的主要包括动态分配的空间,以及递归栈所需的空间等。这部分的空间大小与算法有关。
一个算法所需的存储空间用f(n)表示。S(n)=O(f(n))  其中n为问题的规模,S(n)表示空间复杂度。
在STL中主要以Big-O表示法分类算法的运行时间。指的是将一个算法的运行时间以输入量n的函数表示:
O(1) 常数 运行时间与元素个数无关。
O(log(n)) 对数 运行时间随元素个数呈对数增长。
O(n) 线性 运行时间随元素个数n的增长呈线性增长。
O(n*long(n)) n-log-n 运行时间随元素个数呈"线性和对数的乘积"增长。
O(n2) 二次方 运行时间随元素个数呈平方增长。
在大型程序中复杂度的重要性体现的尤其明显。


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