STL 算法分類：

類別	常見算法	作用
排序	sort、stable_sort、partial_sort、nth_element等	排序
搜索	find、find_if、count、count_if、binary_search等	查找元素
修改	copy、replace、replace_if、swap、fill等	修改容器內容
刪除	remove、remove_if、unique等	刪除元素
歸約	for_each、accumulate等	處理數據
合并	merge、set_union、set_intersection等	處理有序序列
排列組合	next_permutation、prev_permutation等	生成排列
堆操作	push_heap、pop_heap、make_heap、sort_heap等	處理堆

STL 修改算法

在 C++ 標準庫（STL）中，修改算法可以在容器中應用特定的操作，如修改元素的值、替換值、插入新元素等。
修改算法通常返回容器的迭代器，指示修改的位置或結果。

算法名稱	功能描述	時間復雜度	空間復雜度	適用場景
fill	用指定的值填充容器中的所有元素	O(n)	O(1)	填充容器的所有元素
fill_n	用指定的值填充容器中的部分元素	O(n)	O(1)	填充容器的部分元素
copy	將一個范圍內的元素復制到另一個范圍中	O(n)	O(1)	將容器中的元素復制到另一個容器
swap	交換兩個元素的值	O(1)	O(1)	交換兩個元素或兩個容器的內容
replace	替換容器中所有指定值的元素	O(n)	O(1)	替換容器中的指定值
replace_if	替換容器中所有滿足條件的元素	O(n)	O(1)	根據條件替換容器中的元素
transform	對容器中每個元素應用操作并存儲結果	O(n)	O(1)	對容器中每個元素進行變換
rotate	將給定范圍內的元素旋轉指定次數	O(n)	O(1)	容器中元素的旋轉操作

（1）fill

• 功能：用指定的值填充容器中的所有元素。
• 時間復雜度：O(n)，其中 n 是容器的元素數量。
• 空間復雜度：O(1)，原地操作。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>int main() {vector<int> vec(5, 0);  // 初始化為5個0fill(vec.begin(), vec.end(), 10);  // 將所有元素修改為10for (int x : vec){cout << x << " ";  // 輸出：10 10 10 10 10}cout << endl;system("pause");return 0;
}

注意：

• fill適用于，當需要用相同的值填充整個容器時。

（2）fill_n

• 功能：從指定位置開始填充指定數量的元素為給定值。
• 時間復雜度：O(n)，其中 n 是填充的元素數量。
• 空間復雜度：O(1)，原地操作。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>int main() {vector<int> vec(5, 0);fill_n(vec.begin(), 3, 10);  // 將前3個元素填充為10for (int x : vec){cout << x << " ";  // 輸出：10 10 10 0 0}cout << endl;system("pause");return 0;
}

注意：

• fill_n適用于，當需要填充容器的部分元素時。

（3）copy

• 功能：將一個范圍內的元素復制到另一個范圍中。
• 時間復雜度：O(n)，其中 n 是源范圍中的元素數量。
• 空間復雜度：O(1)，原地操作。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>int main() {vector<int> src = { 1, 2, 3, 4, 5 };vector<int> dest(5);// 將 src 中的元素復制到 dest 中copy(src.begin(), src.end(), dest.begin());cout << "復制的vector: ";for (int val : dest) {cout << val << " ";}cout << endl;system("pause");return 0;
}

注意：

• copy用于將一個容器中的元素復制到另一個容器，或從一個容器復制到數組等。

（4）swap

• 功能：交換兩個變量或容器中的元素。
• 時間復雜度：O(1)，它直接交換兩個元素，不涉及其他復雜操作。
• 空間復雜度：O(1)，原地操作。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;
#include <algorithm>int main() {int a = 5, b = 10;// 交換 a 和 b 的值swap(a, b);cout << "a = " << a << ", b = " << b << endl;system("pause");return 0;
}

注意：

• swap適用于，當需要交換兩個元素或兩個容器的內容時。

（5）replace

• 功能：將容器中所有等于指定值的元素替換為新值。
• 時間復雜度：O(n)，其中 n 是容器的元素數量。
• 空間復雜度：O(1)，原地操作。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>int main() {vector<int> vec = { 1, 2, 3, 2, 5 };replace(vec.begin(), vec.end(), 2, 10);  // 將所有2替換為10for (int x : vec){cout << x << " ";  // 輸出：1 10 3 10 5}cout << endl;system("pause");return 0;
}

注意：

• replace適用于，當需要將容器中的指定值替換為其他值時。

（6）replace_if

• 功能：將容器中所有滿足條件的元素替換為新值。
• 時間復雜度：O(n)，其中 n 是容器的元素數量。
• 空間復雜度：O(1)，原地操作。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>bool is_odd(int n)
{return n % 2 != 0;
}int main() {vector<int> vec = { 1, 2, 3, 4, 5 };replace_if(vec.begin(), vec.end(), is_odd, 10);  // 將所有奇數替換為10for (int x : vec){cout << x << " ";  // 輸出：10 2 10 4 10}cout << endl;system("pause");return 0;
}

注意：

• replace_if適用于，當需要根據某種條件替換容器中元素時。

（7）transform

• 功能：對容器中的每個元素應用指定的操作，并將結果存儲到目標容器中。
• 時間復雜度：O(n)，其中 n 是容器的元素數量。
• 空間復雜度：O(1)。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <algorithm>int square(int n)
{return n * n;
}int main() {vector<int> vec = { 1, 2, 3, 4, 5 };vector<int> result(vec.size());transform(vec.begin(), vec.end(), result.begin(), square);for (int x : result){cout << x << " ";  // 輸出：1 4 9 16 25}cout << endl;system("pause");return 0;
}

注意：

• transform適用于，當需要對容器中的每個元素進行某些變換時。

（8）rotate

• 功能：將范圍內的元素旋轉指定次數（左旋/循環左移）。
• 時間復雜度：O(n)，其中 n 是范圍中的元素數量。
• 空間復雜度：O(1)，原地操作。

示例：

#include <iostream>
#include <algorithm>  // std::rotate
#include <vector>int main() {std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};// 將 vec 中的元素旋轉 2 次std::rotate(vec.begin(), vec.begin() + 2, vec.end());std::cout << "Rotated vector: ";for (int val : vec) {std::cout << val << " ";}std::cout << std::endl;return 0;
}

注意：

• rotate適用于，當需要將容器中的元素旋轉時。