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std::search

来自 zh.cppreference.net
 
 
算法库
受约束算法与范围上的算法 (C++20)
受约束算法,例如 ranges::copy, ranges::sort,...
排序与相关操作
划分操作
(C++11)    

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合并操作(在有序范围上)
堆操作
最小/最大操作
(C++11)
(C++17)
字典序比较操作
排列操作


 
定义于头文件 <algorithm>
template< class ForwardIt1, class ForwardIt2 >
ForwardIt1 search( ForwardIt1 first, ForwardIt1 last,
                   ForwardIt2 s_first, ForwardIt2 s_last );
(1) (自 C++20 起为 constexpr)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt1, class ForwardIt2 >
ForwardIt1 search( ExecutionPolicy&& policy,
                   ForwardIt1 first, ForwardIt1 last,
                   ForwardIt2 s_first, ForwardIt2 s_last );
(2) (自 C++17 起)
template< class ForwardIt1, class ForwardIt2, class BinaryPred >
ForwardIt1 search( ForwardIt1 first, ForwardIt1 last,
                   ForwardIt2 s_first, ForwardIt2 s_last,
                   BinaryPred p );
(3) (自 C++20 起为 constexpr)
template< class ExecutionPolicy,
          class ForwardIt1, class ForwardIt2, class BinaryPred >
ForwardIt1 search( ExecutionPolicy&& policy,
                   ForwardIt1 first, ForwardIt1 last,
                   ForwardIt2 s_first, ForwardIt2 s_last,
                   BinaryPred p );
(4) (自 C++17 起)
template< class ForwardIt, class Searcher >
ForwardIt search( ForwardIt first, ForwardIt last,
                  const Searcher& searcher );
(5) (自 C++17 起)
(自 C++20 起为 constexpr)
1-4) 搜索元素序列 [s_first, s_last) 在范围 [first, last) 中的首次出现。
1) 使用 operator== 比较元素。
3) 使用给定的二元谓词 p 比较元素。
2,4) 同 (1,3),但按照 policy 执行。
这些重载只有在以下表达式的值为 true 时才参与重载决议:

std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>>

(直至 C++20)

std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>>

(自 C++20 起)
5) 在范围 [first, last) 中搜索 searcher 构造函数中指定的模式。

标准库提供以下搜索器:

标准 C++ 库搜索算法实现
(类模板)
Boyer-Moore 搜索算法实现
(类模板)
Boyer-Moore-Horspool 搜索算法实现
(类模板)
(自 C++17 起)

参数

first, last - 定义待检验元素范围的迭代器对
s_first, s_last - 定义待搜索元素范围的迭代器对
policy - 要使用的执行策略
searcher - 封装搜索算法和待查找模式的搜索器对象
p - 若元素应被视为相等则返回 ​ true 的二元谓词

谓词函数的签名应等价于如下形式:

bool pred ( const Type1 & a, const Type2 & b ) ;

虽然签名不需要包含 const & ,但函数不得修改传递给它的对象,且必须能够接受所有(可能为 const 的) Type1 和 Type2 类型的值,无论其值类别如何(因此不允许使用 Type1 & ,也不允许使用 Type1 ,除非对于 Type1 类型移动操作等同于复制操作 (C++11 起) )。
类型 Type1 和 Type2 必须满足: ForwardIt1 和 ForwardIt2 类型的对象在解引用后能分别隐式转换到 Type1 和 Type2 。 ​

类型要求
-
ForwardIt1, ForwardIt2 必须满足 LegacyForwardIterator 的要求。
-
BinaryPred 必须满足 BinaryPredicate 的要求。

返回值

1-4) 返回范围 [ first , last ) 中首次出现的序列 [ s_first , s_last ) 起始位置的迭代器。若未找到该序列,则返回 last 。
如果 [ s_first , s_last ) 为空,则返回 first 。
5) searcher ( first, last ) . first 。

复杂度

1-4) 给定 N 为 std:: distance ( first, last ) 且 S 为 std:: distance ( s_first, s_last ) :
1,2) 最多进行 N·S 次使用 operator == 的比较。
3,4) 最多 N·S 次谓词 p 的应用。
5) 取决于 searcher 。

异常

带有名为 ExecutionPolicy 模板参数的重载按以下方式报告错误:

  • 如果作为算法一部分调用的函数执行抛出异常,且 ExecutionPolicy 是某个 标准策略 ,则调用 std::terminate 。对于其他任何 ExecutionPolicy ,其行为由实现定义。
  • 如果算法无法分配内存,则抛出 std::bad_alloc 。

可能的实现

search (1)
template<class ForwardIt1, class ForwardIt2>
constexpr //< since C++20
ForwardIt1 search(ForwardIt1 first, ForwardIt1 last,
                  ForwardIt2 s_first, ForwardIt2 s_last)
{
    while (true)
    {
        ForwardIt1 it = first;
        for (ForwardIt2 s_it = s_first; ; ++it, ++s_it)
        {
            if (s_it == s_last)
                return first;
            if (it == last)
                return last;
            if (!(*it == *s_it))
                break;
        }
        ++first;
    }
}
search (3)
template<class ForwardIt1, class ForwardIt2, class BinaryPred>
constexpr //< since C++20
ForwardIt1 search(ForwardIt1 first, ForwardIt1 last,
                  ForwardIt2 s_first, ForwardIt2 s_last, BinaryPred p)
{
    while (true)
    {
        ForwardIt1 it = first;
        for (ForwardIt2 s_it = s_first; ; ++it, ++s_it)
        {
            if (s_it == s_last)
                return first;
            if (it == last)
                return last;
            if (!p(*it, *s_it))
                break;
        }
        ++first;
    }
}

示例

#include <algorithm>
#include <cassert>
#include <functional>
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <string_view>
#include <vector>
using namespace std::literals;
bool contains(const auto& cont, std::string_view s)
{
    // 也可以使用 str.find()(或自 C++23 起可用的 str.contains())
    return std::search(cont.begin(), cont.end(), s.begin(), s.end()) != cont.end();
}
int main()
{
    const auto str{"why waste time learning, when ignorance is instantaneous?"sv};
    assert(contains(str, "learning"));
    assert(not contains(str, "lemming"));
    const std::vector vec(str.begin(), str.end());
    assert(contains(vec, "learning"));
    assert(not contains(vec, "leaning"));
    // C++17 带搜索器的重载演示:
    constexpr auto quote
    {
        "Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit, sed "
        "do eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna aliqua"sv
    };
    for (const auto word : {"pisci"sv, "Pisci"sv})
    {
        std::cout << "字符串 " << std::quoted(word) << ' ';
        const std::boyer_moore_searcher searcher(word.begin(), word.end());
        const auto it = std::search(quote.begin(), quote.end(), searcher);
        if (it == quote.end())
            std::cout << "未找到\n";
        else
            std::cout << "在偏移量 " << std::distance(quote.begin(), it) << " 处找到\n";
    }
}

输出:

字符串 "pisci" 在偏移量 43 处找到
字符串 "Pisci" 未找到

缺陷报告

下列行为变更缺陷报告被追溯应用于先前发布的 C++ 标准。

缺陷报告 应用于 发布时行为 正确行为
LWG 1205 C++98 当 [ s_first , s_last ) 为空时返回值不明确 此情况下返回 first
LWG 1338 C++98 错误地应用了 LWG 1205 的解决方案,
导致未找到匹配时返回 first
此情况下返回 last
LWG 2150 C++98 “序列出现”的判定条件有误 已修正

参见

在特定范围内查找元素的最后出现序列
(函数模板 & 算法函数对象)
确定一个序列是否为另一个序列的子序列
(函数模板 & 算法函数对象)
确定两组元素是否相同
(函数模板 & 算法函数对象)
查找满足特定条件的第一个元素
(函数模板 & 算法函数对象)
按字典序比较两个范围
(函数模板 & 算法函数对象)
查找两个范围第一个不同的位置
(函数模板 & 算法函数对象)
在范围中查找连续出现某个元素指定次数的第一个位置
(函数模板 & 算法函数对象)
标准C++库搜索算法实现
(类模板)
Boyer-Moore搜索算法实现
(类模板)
Boyer-Moore-Horspool搜索算法实现
(类模板)
查找元素范围的首次出现
(算法函数对象)