自定义数据类型如何使用max_element()、min_element()、max()、min()等算法

自定义数据类型可以使用max_element()、min_element()、max()、min()等算法，前提是必须定义比较函数或者重载运算符。

以自定义类型为例，如果我们有一个存储学生信息的结构体，其中包含学生姓名、学号和成绩等信息。现在需要找出成绩最高的学生，可以使用C++标准库中的max_element()函数。

首先，需要定义比较函数，可以按照学生成绩进行比较，如下所示：

bool cmp(const student& a, const student& b) {
    return a.score < b.score;
}

其中，student为自定义的结构体类型，score为学生成绩。接下来，可以使用max_element()函数找出成绩最高的学生，如下所示：

student students[] = {...}; // 学生信息数组
int n = sizeof(students) / sizeof(students[0]);
student* max_score_student = max_element(students, students + n, cmp);

其中，students为学生信息数组，n为数组长度，max_element()函数的第一个参数为数组起始位置，第二个参数为数组结束位置，第三个参数为比较函数。

同样，可以使用min_element()函数找出成绩最低的学生，max()函数找出最高成绩，min()函数找出最低成绩等等。只需要根据需要定义不同的比较函数即可。

相关问题

自定义数据类型（例如上述Student），如何使用max_element( )、min_element( )、max( )、min( )等算法？

可以使用STL的<algorithm>头文件中的max_element( )、min_element( )、max( )、min( )等算法处理自定义数据类型。

对于自定义数据类型，我们需要定义比较函数，指定如何比较两个对象的大小。比较函数需要满足以下要求：

- 函数返回值为bool类型；
- 如果第一个参数小于第二个参数，返回true，否则返回false。

以Student为例，假设我们要对一个容器中的Student对象按照成绩进行比较，可以定义一个如下的比较函数：

bool cmp(const Student& s1, const Student& s2) {
    return s1.score < s2.score;
}

然后就可以使用max_element( )、min_element( )、max( )、min( )等算法处理自定义数据类型了。例如，找到容器中成绩最高的学生：

vector<Student> students;
// 添加学生数据
...
auto it = max_element(students.begin(), students.end(), cmp);
cout << "最高分：" << it->score << endl;

其中，max_element( )会返回一个迭代器，指向容器中与指定比较函数返回值最大的元素。上面的代码中，it指向容器中成绩最高的学生对象。

类似地，可以使用min_element( )、max( )、min( )等算法处理自定义数据类型。需要注意的是，这些算法都需要指定比较函数。

01．如何用现有数组元素初始化某类容器（vector/deque/list）； 02．前插型迭代器front_insert_iterator和后插型迭代器back_insert_iterator的使用前提、定义方法； 03．如何用for_each( )算法访问容器中的元素（函数对象的使用方法）； 04．算法copy_if( )的使用方法； 05．自定义类型例如struct Student或class Student如何重载<、==、>、<<等运算符；重载目的？ 06．自定义数据类型（例如上述Student），如何使用max_element( )、min_element( )、max( )、min( )等算法？ 07．算法generate( )的使用方法：例如何在容器中生成随机数或生成菲波拉契数列等； 08．算法remove( )、remove_if( )的返回值是什么、使用方法？remove是移除，如何真正删除？ 09．有序序列的基本运算：求并集、交集、差集等。

1. 可以使用容器的构造函数来初始化容器，例如：

int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
vector<int> v(arr, arr + 5);

这里使用了 vector 的构造函数，第一个参数表示起始地址，第二个参数表示结束地址。

2. 迭代器是一个用来遍历容器中元素的对象。前插型迭代器 front_insert_iterator 和后插型迭代器 back_insert_iterator 用来在容器的前端和后端插入元素。使用前插型迭代器和后插型迭代器需要满足容器支持插入操作，例如 vector、deque、list 等。定义方法如下：

#include <iterator>
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    vector<int> v;
    front_insert_iterator<vector<int>> fii(v);
    back_insert_iterator<vector<int>> bii(v);
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        *fii = i;
        *bii = i;
    }
    for (auto x : v) {
        cout << x << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

3. for_each 算法可以用来访问容器中的元素，需要传入一个函数对象作为参数。函数对象可以是一个函数指针、函数对象、lambda 表达式等。例如：

#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;

void print(int x) {
    cout << x << " ";
}

int main() {
    vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};
    for_each(v.begin(), v.end(), print);
    cout << endl;
    return 0;
}

4. copy_if 算法用于将满足条件的元素拷贝到另一个容器中，需要传入源容器的起始和结束位置、目标容器的起始位置、以及一个谓词函数作为参数。例如：

#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;

bool is_odd(int x) {
    return x % 2 == 1;
}

int main() {
    vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};
    vector<int> v2;
    copy_if(v.begin(), v.end(), back_inserter(v2), is_odd);
    for (auto x : v2) {
        cout << x << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

5. 自定义类型可以重载比较运算符（<、==、> 等）和流插入运算符（<<），以便在容器中进行排序、输出等操作。重载的目的是为了支持自定义类型的比较和输出。例如：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Student {
public:
    string name;
    int score;
    bool operator < (const Student& other) const {
        return score < other.score;
    }
    bool operator == (const Student& other) const {
        return score == other.score;
    }
    bool operator > (const Student& other) const {
        return score > other.score;
    }
    friend ostream& operator << (ostream& os, const Student& s) {
        os << s.name << ": " << s.score;
        return os;
    }
};

int main() {
    Student s1 = {"Tom", 80};
    Student s2 = {"Jerry", 90};
    cout << (s1 < s2) << endl;
    cout << (s1 == s2) << endl;
    cout << (s1 > s2) << endl;
    cout << s1 << endl;
    return 0;
}

6. 自定义类型可以使用 max_element、min_element、max、min 等算法进行操作，前提是要满足比较运算符的定义。例如：

#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;

class Student {
public:
    string name;
    int score;
    bool operator < (const Student& other) const {
        return score < other.score;
    }
    bool operator == (const Student& other) const {
        return score == other.score;
    }
    bool operator > (const Student& other) const {
        return score > other.score;
    }
};

int main() {
    vector<Student> v = {{"Tom", 80}, {"Jerry", 90}, {"Alice", 70}};
    auto it = max_element(v.begin(), v.end());
    cout << *it << endl;
    return 0;
}

7. generate 算法可以用来生成容器中的元素，需要传入一个函数对象作为参数。函数对象可以是一个函数指针、函数对象、lambda 表达式等。例如：

#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;

int fib(int n) {
    if (n == 0 || n == 1) {
        return 1;
    }
    return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}

int main() {
    vector<int> v(10);
    generate(v.begin(), v.end(), []() {return rand() % 100;});
    for (auto x : v) {
        cout << x << " ";
    }
    cout << endl;
    generate(v.begin(), v.end(), fib);
    for (auto x : v) {
        cout << x << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

8. remove 和 remove_if 算法用于将满足条件的元素移动到容器的末尾，并返回移动后的末尾位置。需要使用 erase 算法来真正删除元素。例如：

#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;

bool is_odd(int x) {
    return x % 2 == 1;
}

int main() {
    vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};
    auto it = remove(v.begin(), v.end(), 3);
    v.erase(it, v.end());
    for (auto x : v) {
        cout << x << " ";
    }
    cout << endl;
    vector<int> v2 = {1, 2, 3, 4, 5};
    auto it2 = remove_if(v2.begin(), v2.end(), is_odd);
    v2.erase(it2, v2.end());
    for (auto x : v2) {
        cout << x << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

9. 有序序列的并集、交集、差集等运算可以使用 set 的集合运算操作来实现。例如：

#include <set>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    set<int> s1 = {1, 2, 3, 4};
    set<int> s2 = {3, 4, 5, 6};
    set<int> s3;
    set_intersection(s1.begin(), s1.end(), s2.begin(), s2.end(), inserter(s3, s3.begin()));
    for (auto x : s3) {
        cout << x << " ";
    }
    cout << endl;
    set_union(s1.begin(), s1.end(), s2.begin(), s2.end(), inserter(s3, s3.begin()));
    for (auto x : s3) {
        cout << x << " ";
    }
    cout << endl;
    set_difference(s1.begin(), s1.end(), s2.begin(), s2.end(), inserter(s3, s3.begin()));
    for (auto x : s3) {
        cout << x << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}