C++ STL 算法全攻略：分類、應用與實戰代碼

什麼是 STL 算法？

STL (Standard Template Library) 算法是一組操作容器的通用函數模板，封裝了搜尋、排序、修改、複製等常見操作。掌握它們能讓你用幾行代碼替換幾十行手寫迴圈，代碼更健壯、可讀性更高。

算法分類速查表

非變序算法（不改變元素順序）

• 計數：count, count_if
• 搜尋：find, find_if, find_end, find_first_of, adjacent_find, search, search_n
• 比較：equal, mismatch, lexicographical_compare

變序算法（可能改變元素順序或值）

• 初始化：fill, fill_n, generate, generate_n
• 修改：for_each, transform
• 複製：copy, copy_backward
• 刪除：remove, remove_if, remove_copy, remove_copy_if, unique, unique_copy
• 替換：replace, replace_if
• 排序：sort, stable_sort, partial_sort
• 分區：partition, stable_partition
• 有序區間專用：binary_search, lower_bound, upper_bound

實戰範例：常用算法演示

以下完整程式碼展示排序、去重、二分搜尋、有序插入等高頻操作：

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

template <typename T>
struct PrintClass {
    void operator()(const T& elem) const { cout << elem << " "; }
};

template <typename T>
bool isEven(const T& number) { return (number % 2) == 0; }

template <typename T>
T addData(const T& v1, const T& v2) { return v1 + v2; }

void tsort() {
    vector<string> vec1 = {"tom", "tim", "tim", "tam", "tam", "kim", "kim"};
    for_each(vec1.begin(), vec1.end(), PrintClass<string>()); cout << endl;

    sort(vec1.begin(), vec1.end());               // 排序
    for_each(vec1.begin(), vec1.end(), PrintClass<string>()); cout << endl;

    bool found = binary_search(vec1.begin(), vec1.end(), "tom"); // 二分搜尋
    if (found) cout << "find ok" << endl;

    auto ite = unique(vec1.begin(), vec1.end());  // 去重（需先排序）
    vec1.erase(ite, vec1.end());
    for_each(vec1.begin(), vec1.end(), PrintClass<string>()); cout << endl;

    // 有序插入：lower_bound/upper_bound 返回插入位置
    string lowerStr = "ad";
    ite = lower_bound(vec1.begin(), vec1.end(), lowerStr);
    vec1.insert(ite, lowerStr);
    for_each(vec1.begin(), vec1.end(), PrintClass<string>()); cout << endl;

    string upperStr = "ss";
    ite = upper_bound(vec1.begin(), vec1.end(), upperStr);
    vec1.insert(ite, upperStr);
    for_each(vec1.begin(), vec1.end(), PrintClass<string>()); cout << endl;
}

int main() { tsort(); return 0; }

關鍵技巧總結

1. 迭代器為核心：所有算法以迭代器區間 [first, last) 操作，與容器類型解耦。
2. 去重必先排序：unique 僅移除相鄰重複元素，故必須先 sort。
3. 刪除 = remove + erase：remove 只是覆蓋，真正釋放空間需呼叫容器的 erase。
4. 自定義判斷邏輯：善用 Lambda 或函數物件配合 _if 後綴算法（如 remove_if、count_if）。

結語

STL 算法是 C++ 開發者的利器。建議先熟練 sort, find, copy, transform, remove/erase 等高頻組合，再按需學習其餘算法。實戰中多查閱 <algorithm> 文檔，將複雜邏輯轉化為聲明式代碼，事半功倍。