C++編譯期類型生成示例代碼詳解
更新時間：2025年09月22日 09:46:45 作者：kiiib43482
在C++中,編譯期計算表達式是通過利用C++語言的特性,在程序編譯階段而非運行時完成計算任務,下面這篇文章主要介紹了C++編譯期類型生成的相關資料,文中通過代碼介紹的非常詳細,需要的朋友可以參考下
1、非修改序列算法
這些算法不會改變它們所操作的容器中的元素。
1.1 find 和 find_if
find(begin, end, value)：查找第一個等于value的元素，返回迭代器（未找到返回end）。find_if(begin, end, predicate)：查找第一個滿足謂詞的元素。find_end(begin, end, sub_begin, sub_end)：查找子序列最后一次出現的位置。
vector<int> nums = {1, 3, 5, 7, 9};
// 查找值為5的元素
auto it = find(nums.begin(), nums.end(), 5);
if (it != nums.end()) {
cout << "found: " << *it << endl; // 輸出：5
}
// 查找第一個大于6的元素
auto it2 = find_if(nums.begin(), nums.end(), [](int x) {
return x > 6;
});
cout << "first >6: " << *it2 << endl; // 輸出：7
// 查找子序列
vector<int> sub = {3, 5};
auto it3 = find_end(nums.begin(), nums.end(), sub.begin(), sub.end());
if (it3 != nums.end()) {
cout << "subsequence starts at index: " << it3 - nums.begin() << endl; // 輸出：1
}
1.2 count 和 count_if
count(begin, end, value)：統(tǒng)計等于value的元素個數。count_if(begin, end, predicate)：統(tǒng)計滿足謂詞（predicate）的元素個數。
std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 2, 4, 2};
int cnt = std::count(vec.begin(), vec.end(), 2); // 計數2的個數，結果為3
int even_cnt = std::count_if(vec.begin(), vec.end(), [](int x) {
return x % 2 == 0;
}); // 偶數個數，結果為4
1.3 for_each
對范圍內的每個元素應用一個函數
std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
std::for_each(vec.begin(), vec.end(), [](int& x) {
x *= 2; // 將每個元素乘以2
});
// 現在vec變?yōu)閧2, 4, 6, 8, 10}
1.4 equal 與 mismatch
equal(b1, e1, b2)：判斷兩個范圍[b1,e1)和[b2, b2+(e1-b1))是否相等。mismatch(b1, e1, b2)：返回兩個范圍中第一個不相等元素的迭代器對（pair）。
vector<int> a = {1, 2, 3};
vector<int> b = {1, 2, 4};
vector<int> c = {1, 2, 3, 4};
// 比較a和b的前3個元素
bool is_equal = equal(a.begin(), a.end(), b.begin());
cout << "a == b? " << boolalpha << is_equal << endl; // 輸出：false
// 查找a和c的第一個不匹配元素
auto mis = mismatch(a.begin(), a.end(), c.begin());
if (mis.first != a.end()) {
cout << "mismatch: " << *mis.first << " vs " << *mis.second << endl; // 無輸出（a和c前3元素相等）
}
1.5 all_of, any_of, none_of
檢查范圍內元素是否全部、存在或沒有滿足條件的
std::vector<int> vec = {2, 4, 6, 8};
bool all_even = std::all_of(vec.begin(), vec.end(), [](int x) {
return x % 2 == 0;
}); // true
bool any_odd = std::any_of(vec.begin(), vec.end(), [](int x) {
return x % 2 != 0;
}); // false
bool none_negative = std::none_of(vec.begin(), vec.end(), [](int x) {
return x < 0;
}); // true
2、修改序列算法
這些算法會修改它們所操作的容器中的元素。
2.1 copy 和 copy_if
copy(begin, end, dest)：將[begin, end)中的元素復制到dest開始的位置。copy_if(begin, end, dest, predicate)：復制滿足謂詞的元素到dest。
vector<int> src = {1, 2, 3, 4, 5};
vector<int> dest(5); // 需預先分配足夠空間
// 復制所有元素
copy(src.begin(), src.end(), dest.begin()); // dest: [1,2,3,4,5]
// 復制偶數元素到新容器
vector<int> evens;
copy_if(src.begin(), src.end(), back_inserter(evens), [](int x) {
return x % 2 == 0;
}); // evens: [2,4]
注意：back_inserter(dest) 會自動調用 push_back，無需提前分配空間。
2.2 transform
對范圍內的每個元素應用一個函數，并將結果存儲在另一個范圍內
vector<int> nums = {1, 2, 3};
vector<int> squares(3);
// 計算平方（單參數轉換）
transform(nums.begin(), nums.end(), squares.begin(), [](int x) {
return x * x;
}); // squares: [1,4,9]
// 兩容器元素相加（雙參數轉換）
vector<int> a = {1, 2, 3};
vector<int> b = {4, 5, 6};
vector<int> sum(3);
transform(a.begin(), a.end(), b.begin(), sum.begin(), [](int x, int y) {
return x + y;
}); // sum: [5,7,9]
2.3 replace、replace_if與 replace_copy
replace(begin, end, old_val, new_val)：將所有old_val替換為new_val。replace_if(begin, end, predicate, new_val)：替換滿足謂詞的元素。replace_copy(begin, end, dest, old_val, new_val)：復制時替換元素（不修改原容器）。
vector<int> nums = {1, 2, 3, 2, 5};
// 替換所有2為20
replace(nums.begin(), nums.end(), 2, 20); // nums: [1,20,3,20,5]
// 替換大于10的元素為0
replace_if(nums.begin(), nums.end(), [](int x) {
return x > 10;
}, 0); // nums: [1,0,3,0,5]
// 復制時替換3為300（原容器不變）
vector<int> res;
replace_copy(nums.begin(), nums.end(), back_inserter(res), 3, 300); // res: [1,0,300,0,5]
2.4 remove、remove_if 與 erase
remove(begin, end, value)：將等于value的元素 “移動” 到容器末尾，返回新的邏輯尾迭代器（不實際刪除元素，需配合erase）。remove_if(begin, end, predicate)：移動滿足謂詞的元素到末尾。
vector<int> nums = {1, 2, 3, 2, 4};
// 邏輯刪除所有2（移動到末尾）
auto new_end = remove(nums.begin(), nums.end(), 2); // nums: [1,3,4,2,2]
// 物理刪除（真正移除元素）
nums.erase(new_end, nums.end()); // nums: [1,3,4]
// 結合lambda刪除偶數
nums = {1, 2, 3, 4, 5};
nums.erase(remove_if(nums.begin(), nums.end(), [](int x) {
return x % 2 == 0;
}), nums.end()); // nums: [1,3,5]
2.5 unique
移除范圍內連續(xù)的重復元素，返回新的邏輯結尾迭代器。通常與erase結合使用。
std::vector<int> vec = {1, 1, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 5};
auto last = std::unique(vec.begin(), vec.end());
vec.erase(last, vec.end()); // vec變?yōu)閧1, 2, 3, 4, 5}
2.6 reverse
反轉范圍內的元素順序
std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
std::reverse(vec.begin(), vec.end()); // vec變?yōu)閧5, 4, 3, 2, 1}
2.7 rotate
旋轉范圍內的元素，使中間元素成為新的第一個元素
std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
std::rotate(vec.begin(), vec.begin() + 2, vec.end()); // 以3為起點旋轉，vec變?yōu)閧3, 4, 5, 1, 2}
2.8 shuffle
隨機重排范圍內的元素（需要C++11或更高版本）
#include <random>
#include <algorithm>
std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
std::random_device rd;
std::mt19937 g(rd());
std::shuffle(vec.begin(), vec.end(), g); // 隨機打亂vec中的元素
3、排序和相關算法
3.1 sort、stable_sort 與 partial_sort
sort(begin, end)：對元素進行快速排序（不穩(wěn)定，平均時間復雜度 O (n log n)）。stable_sort(begin, end)：穩(wěn)定排序（相等元素相對位置不變）。partial_sort(begin, mid, end)：部分排序，使[begin, mid)為整個范圍中最小的元素并排序。
std::vector<int> vec = {5, 3, 1, 4, 2};
std::sort(vec.begin(), vec.end()); // 默認升序，vec變?yōu)閧1, 2, 3, 4, 5}
std::sort(vec.begin(), vec.end(), std::greater<int>()); // 降序，vec變?yōu)閧5, 4, 3, 2, 1}
std::sort(vec.begin(), vec.end(), [](int a, int b) {
return a < b;
}); // 升序，自定義比較
std::vector<std::pair<int, int>> vec = {{1, 2}, {2, 1}, {1, 1}, {2, 2}};
std::stable_sort(vec.begin(), vec.end(), [](const auto& a, const auto& b) {
return a.first < b.first; // 按first排序，保持相等元素的相對順序
});
std::vector<int> vec = {5, 3, 1, 4, 2, 6};
// 將最小的3個元素放在前面并排序
std::partial_sort(vec.begin(), vec.begin() + 3, vec.end());
// 現在vec前三個元素是1, 2, 3，后面是未排序的4, 5, 6
3.2 nth_element
重新排列范圍，使得指定位置的元素等于排序后的元素，并且左邊的元素都不大于它，右邊的元素都不小于它
std::vector<int> vec = {5, 3, 1, 4, 2, 6};
// 找到第三小的元素（索引2）
std::nth_element(vec.begin(), vec.begin() + 2, vec.end());
// 現在vec[2]是3，它左邊的元素<=3，右邊的>=3
3.3 binary_search、lower_bound、upper_bound
需在已排序的容器上使用
binary_search(begin, end, value)：判斷value是否存在（返回bool）。lower_bound(begin, end, value)：返回第一個不小于value的元素迭代器。upper_bound(begin, end, value)：返回第一個大于value的元素迭代器。
vector<int> sorted = {1, 3, 3, 5, 7}; // 必須先排序
// 判斷3是否存在
bool exists = binary_search(sorted.begin(), sorted.end(), 3); // true
// 查找第一個>=3的元素
auto lb = lower_bound(sorted.begin(), sorted.end(), 3);
cout << "lower_bound index: " << lb - sorted.begin() << endl; // 輸出：1
// 查找第一個>3的元素
auto ub = upper_bound(sorted.begin(), sorted.end(), 3);
cout << "upper_bound index: " << ub - sorted.begin() << endl; // 輸出：3
3.4 merge
合并兩個已排序的范圍到新容器（保持排序）
4、堆算法
STL提供了將范圍作為堆來操作的算法，包括make_heap, push_heap, pop_heap, sort_heap等。
std::vector<int> vec = {4, 1, 3, 2, 5};
std::make_heap(vec.begin(), vec.end()); // 構建最大堆，vec變?yōu)閧5, 4, 3, 2, 1}
vec.push_back(6);
std::push_heap(vec.begin(), vec.end()); // 將新元素加入堆，vec變?yōu)閧6, 4, 5, 2, 1, 3}
std::pop_heap(vec.begin(), vec.end()); // 將最大元素移到末尾，vec變?yōu)閧5, 4, 3, 2, 1, 6}
int max_val = vec.back(); // 獲取最大元素6
vec.pop_back(); // 移除最大元素
std::sort_heap(vec.begin(), vec.end()); // 將堆排序為升序序列，vec變?yōu)閧1, 2, 3, 4, 5}
5、最小/最大值算法
5.1 min 和 max
返回兩個值或初始化列表中的最小/最大值
int a = 5, b = 3;
int min_val = std::min(a, b); // 3
int max_val = std::max(a, b); // 5
auto min_of_list = std::min({4, 2, 8, 5, 1}); // 1
auto max_of_list = std::max({4, 2, 8, 5, 1}); // 8
5.2 min_element 和 max_element
返回范圍內的最小/最大元素的迭代器
std::vector<int> vec = {3, 1, 4, 2, 5};
auto min_it = std::min_element(vec.begin(), vec.end()); // 指向1
auto max_it = std::max_element(vec.begin(), vec.end()); // 指向5
5.3 minmax_element (C++11)
同時返回范圍內的最小和最大元素的迭代器
std::vector<int> vec = {3, 1, 4, 2, 5};
auto minmax = std::minmax_element(vec.begin(), vec.end());
// minmax.first指向1，minmax.second指向5
6、數值算法（在<numeric>中）
6.1 accumulate
計算范圍內元素的累加和（或自定義操作）
#include <numeric>
std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
int sum = std::accumulate(vec.begin(), vec.end(), 0); // 和，初始值為0，結果為15
int product = std::accumulate(vec.begin(), vec.end(), 1, std::multiplies<int>()); // 乘積，初始值為1，結果為120
6.2 inner_product
計算兩個范圍的內積（或自定義操作）
std::vector<int> a = {1, 2, 3};
std::vector<int> b = {4, 5, 6};
int dot = std::inner_product(a.begin(), a.end(), b.begin(), 0); // 1*4 + 2*5 + 3*6 = 32
6.3 iota
用連續(xù)遞增的值填充范圍
std::vector<int> vec(5); std::iota(vec.begin(), vec.end(), 10); // 填充為10, 11, 12, 13, 14
6.4 partial_sum
計算部分和，將結果存儲在目標范圍內
std::vector<int> src = {1, 2, 3, 4, 5};
std::vector<int> dst(src.size());
std::partial_sum(src.begin(), src.end(), dst.begin()); // dst變?yōu)閧1, 3, 6, 10, 15}
6.5 adjacent_difference
計算相鄰元素的差值，將結果存儲在目標范圍內
std::vector<int> src = {1, 2, 3, 4, 5};
std::vector<int> dst(src.size());
std::adjacent_difference(src.begin(), src.end(), dst.begin()); // dst變?yōu)閧1, 1, 1, 1, 1}
7、其他
7.1 generate
用生成函數填充范圍
std::vector<int> vec(5);
int n = 0;
std::generate(vec.begin(), vec.end(), [&n]() {
return n++;
}); // 填充為0, 1, 2, 3, 4
7.2 generate_n
用生成函數填充范圍的開始n個元素
std::vector<int> vec(5);
int n = 10;
std::generate_n(vec.begin(), 3, [&n]() {
return n++;
}); // 前三個元素為10, 11, 12，后兩個保持不變
7.3 includes
檢查一個排序范圍是否包含另一個排序范圍的所有元素
std::vector<int> vec1 = {1, 2, 3, 4, 5};
std::vector<int> vec2 = {2, 4};
bool includes = std::includes(vec1.begin(), vec1.end(), vec2.begin(), vec2.end()); // true
7.3 set_union, set_intersection, set_difference, set_symmetric_difference
執(zhí)行集合操作：并集、交集、差集和對稱差集
std::vector<int> v1 = {1, 2, 3, 4, 5};
std::vector<int> v2 = {3, 4, 5, 6, 7};
std::vector<int> result;
// 并集
std::set_union(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), std::back_inserter(result));
// result為{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
// 交集
result.clear();
std::set_intersection(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), std::back_inserter(result));
// result為{3, 4, 5}
// 差集 (v1 - v2)
result.clear();
std::set_difference(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), std::back_inserter(result));
// result為{1, 2}
// 對稱差集 (v1 ∪ v2 - v1 ∩ v2)
result.clear();
std::set_symmetric_difference(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), std::back_inserter(result));
// result為{1, 2, 6, 7}
8、常見問題
sort與stable_sort的區(qū)別？sort采用快速排序（實際是 introsort 算法），不穩(wěn)定（相等元素的相對位置可能改變），平均時間復雜度 O (n log n)。stable_sort采用歸并排序，穩(wěn)定（相等元素相對位置不變），時間復雜度 O (n log n)，但空間開銷略大。
為什么
remove算法需要配合erase使用？remove算法的原理是 “覆蓋” 要刪除的元素，將保留的元素移到前面，返回新的邏輯尾迭代器，但不修改容器的實際大小。erase則通過迭代器范圍真正刪除元素，修改容器大小。因此需結合使用：container.erase(remove(...), container.end())。哪些算法需要容器是已排序的？
二分查找系列（binary_search、lower_bound、upper_bound）、集合算法（set_intersection、set_union等）、merge等，這些算法依賴有序性實現高效操作（如二分查找 O (log n)）。
到此這篇關于C++編譯期類型生成的文章就介紹到這了,更多相關C++編譯期類型生成內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
您可能感興趣的文章:
相關文章
這篇文章主要為大家詳細介紹了C語言實現像素鳥游戲，文中示例代碼介紹的非常詳細，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下2022-05-05
這篇文章主要給大家介紹了關于C++入門指南之貪吃蛇游戲實現的相關資料,文章通過示例代碼介紹的非常詳細,可以讓大家能短時間內寫出一個貪吃蛇,需要的朋友可以參考下2021-10-10
這篇文章主要為大家詳細介紹了C語言實現電器銷售管理系統(tǒng)，文中示例代碼介紹的非常詳細，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下2022-06-06
本篇文章主要介紹了C++11返回類型后置語法的使用示例，小編覺得挺不錯的，現在分享給大家，也給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧2017-10-10
本文介紹了如何通過鼠標拖動移動圖片以及使用鼠標滾輪進行圖片縮放的技術實現,包括完整的解決方案,ImageWidget.h、ImageWidget.cpp和main.cpp的編寫,以及詳細的函數解釋,如paintEvent()重繪圖片,以及平滑縮放和偏移量的應用等,需要的朋友可以參考下2024-10-10
VC中CDC、HDC、pDC區(qū)別與聯(lián)系及相互轉換
這篇文章主要介紹了VC中CDC、HDC、pDC區(qū)別與聯(lián)系及相互轉換的方法，非常的詳細，有需要的小伙伴可以參考下，希望對大家學習VC能夠有所幫助。2015-11-11
C++判斷QMetaObject::invokeMethod()里的函數是否調用成功
本文詳細介紹里的invokeMethod()函數的2種調用方式,包括同步調用、異步調用,文中通過示例代碼介紹的非常詳細,對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值,需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧2025-07-07
這篇文章主要介紹了C++?vector與數組轉換寫入/讀出文件方式，具有很好的參考價值，希望對大家有所幫助。如有錯誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教2022-11-11
這篇文章主要為大家介紹了如何利用Qt編寫物聯(lián)網管理平臺中數據查詢導出打印的功能，文字的示例代碼講解詳細，感興趣的可以了解一下2022-07-07
這篇文章主要介紹了C++11/14的新特性(更簡潔)，小編覺得挺不錯的，現在分享給大家，也給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧2019-01-01