Přeskočit na obsah

Algorithm (C++)

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Hlavičkový soubor <algorithm> ze standardní knihovny C++ deklaruje různé funkce, které provádějí algoritmické operace na kontejnerech a posloupnostech reprezentovaných iterátory.[1][2] Několik málo algoritmů je také v hlavičkovém souboru <numeric>. Všechny algoritmy jsou ve jmenném prostoru std.

Politiky provádění

[editovat | editovat zdroj]

Jazyk C++ umožňuje stanovit politiku provádění (též zásady provádění, anglicky execution policy), která umožňuje paralelní provádění algoritmů (pomocí vláken nebo instrukcí SIMD).

Existují čtyři různé politiky provádění s různou sémantikou určující, v jakém pořadí lze přistupovat k prvkům:

  • sequenced_policy – provádění algoritmu musí probíhat ve stejném vlákně, jaké funkci volá, a přístup k prvkům musí být podle jejich pořadí; je to ekvivalentní volání funkce bez politiky provádění
  • parallel_policy – provádění algoritmu může probíhat ve více vláknech, ale v rámci každého vlákna musí být přístup k prvkům prováděn postupně (tj. přístupy k prvkům se nesmí provádět současně)
  • parallel_unsequenced_policy – provádění algoritmu může probíhat ve více vláknech, a přístupy k prvkům nemusí být v rámci jednoho vlákna prováděné podle jejich pořadí
  • unsequenced_policy – provádění algoritmu musí probíhat v tom vlákně, které funkci volá, ale přístup k prvkům nemusí zachovávat jejich pořadí

Při používání politik, které mohou vést k provádění v různých vláknech, musí programátor zajistit, aby operace prováděné funkcemi byly vláknově bezpečné,

V C++20 byly přidány algoritmy, které místo dvojic iterátorů pracují s rozsahy. Tyto funkce umožňují použít dvojici iterátor-zarážka a jsou definovány ve jmenném prostoru ranges. Tyto algoritmy nevyžadují, aby oba iterátory byly téhož typu a umožňují interoperabilitu s objekty deklarovanými v hlavičkovém souboru <ranges>, aniž by bylo nutné iterátory ručně extrahovat.

Operace s posloupnostmi bez jejich změny

[editovat | editovat zdroj]

Kontrola predikátů

[editovat | editovat zdroj]

Zjišťují, zda je zadaný predikát pravdivý pro nějakou část objektů v rozsahu, případně vrací počet objektů, pro které je predikát pravdivý:

  • all_of – zadaný predikát je pravdivý pro všechny prvky v rozsahu
  • any_of – zadaný predikát je pravdivý alespoň pro jeden prvek v rozsahu
  • none_of – zadaný predikát není pravdivý pro žádný prvek v rozsahu
  • count – vrátí, kolikrát je zadaný prvek obsažen v rozsahu
  • count_if – vrací počet prvků v rozsahu, pro které je zadaný predikát pravdivý
  • contains – zjišťuje, zda je zadaný prvek obsažen v rozsahu

Algoritmy porovnání

[editovat | editovat zdroj]

Porovná zda dva rozsahy mají určitou vlastnost:

  • mismatch – najde první prvek, kterým se dva rozsahy liší
  • equal – porovná, zda všechny prvky rozsahů jsou stejné
  • lexicographical_compare – vrátí true, pokud první rozsah je lexikograficky před druhým
  • contains_subrange – vrátí logickou hodnotu, zda druhý zadaný rozsah je obsažen v prvním zadaném rozsahu
  • starts_with
  • ends_with
  • is_permutation

Vyhledávací algoritmy

[editovat | editovat zdroj]

Najde v rozsahu první nebo poslední pozici, kde následující prvky vyhovují určitému predikátu

  • find
  • find_if
  • find_if_not
  • find_last
  • find_last_if
  • find_last_if_not
  • find_end
  • find_first_of
  • adjacent_find
  • search
  • search_n
  • partition_point

Binární vyhledávací algoritmy

[editovat | editovat zdroj]

Poskytuje operace binárního vyhledávání pro rozsahy. Pro rozsahy, které nejsou setříděné, je výsledek nedefinovaný.

  • binary_search
  • upper_bound
  • lower_bound
  • equal_range

Algoritmy pro vyhledání minima/maxima

[editovat | editovat zdroj]

Vyhledá v rozsahu nejmenší nebo největší prvek podle zadaného predikátu porovnání:

  • max_element
  • min_element
  • minmax_element

Algoritmy pro kontrolu vlastností

[editovat | editovat zdroj]

Kontrolují, zda má celý rozsah určitou vlastnost:

  • is_partitioned
  • is_sorted
  • is_heap

Operace s posloupnostmi, které je mění

[editovat | editovat zdroj]

Kopírování

[editovat | editovat zdroj]

Přenáší prvky z jednoho rozsahu do jiného

  • copy
  • copy_if
  • copy_backward
  • move
  • move_backward
  • reverse_copy
  • rotate_copy
  • unique_copy
  • sample

Partitioning algoritmy

[editovat | editovat zdroj]

Přemísťuje prvky v rozsahu na místě tak, aby rozsah byl členěn podle určité vlastnosti:

  • unique
  • remove
  • remove_if
  • partition
  • partition_copy
  • stable_partition

Třídicí algoritmy

[editovat | editovat zdroj]

Setřídí nebo částečně setřídí rozsah na místě:

  • sort
  • partial sort
  • stable_sort
  • nth_element

Vytváření rozsahů

[editovat | editovat zdroj]

Vytvoří daný rozsah bez čtení hodnot v něm obsažených:

  • fill
  • generate
  • iota

Transformační algoritmy

[editovat | editovat zdroj]

Transformuje každý prvek daného rozsahu na místě:

  • for_each
  • transform
  • replace
  • replace_if
  • clamp

Algoritmy pro přerovnání

[editovat | editovat zdroj]

Mění pořadí prvků v rozsahu na místě:

  • shuffle
  • shift_left
  • shift_right
  • reverse
  • rotate

Heap algoritmy

[editovat | editovat zdroj]

Poskytuje algoritmy pro práci s binární haldou – její vytvoření, vkládání prvků, a odstraňování prvků:

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Algorithm (C++) na anglické Wikipedii.

  1. ISO/IEC (2003). ISO/IEC 14882:2003(E): Programovací Jazyky - C++ §25 Algorithms library [lib.algorithms] para. 1
  2. STROUSTRUP, Bjarne, 2009. Programming : principles and practice using C++. Upper Saddle River, NJ: Addison-Wesley. Dostupné online. ISBN 9780321543721. S. 729. Algoritmy ve standardní knihovna jsou deklarovány v hlavičkovém souboru <algorithm>.. 

Externí odkazy

[editovat | editovat zdroj]