C++ STL替换算法std::replace()函数入门

前面一节我们学习了转换算法 transform() 函数，读者是否还记得它的功能是什么吗？没错，transform() 函数能够对序列中的元素进行转换操作并将结果存储到目标位置。本节我们将学习替换算法——replace()、replace_if() 和 replace_copy() 函数。"replace" 意为"替换"，顾名思义，这些函数能够对序列中满足条件的元素进行替换操作。

replace() 系列函数的语法格式如下：

template< class ForwardIt, class T >
void replace( ForwardIt first, ForwardIt last,
              const T& old_value, const T& new_value );
template< class ForwardIt, class UnaryPredicate, class T >
void replace_if( ForwardIt first, ForwardIt last,
                 UnaryPredicate p, const T& new_value );
template< class InputIt, class OutputIt, class T >
OutputIt replace_copy( InputIt first, InputIt last, OutputIt d_first,
                       const T& old_value, const T& new_value );

replace(first, last, old_value, new_value) 函数的功能是将区间 [first, last) 中所有等于 old_value 的元素替换为 new_value。

下面我们通过代码的方式实操一下 replace() 函数。

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<iterator> 
#include<string>
using namespace std;
/*replace()函数*/
void test() {
      
    vector<int> v{1, 2, 3, 2, 4, 2, 5}; 
     
    cout << "替换前：";
    for_each(v.begin(), v.end(), [](const int& n){
        cout << n << " ";
    });
    cout << '\n';
     
    /*将v容器中所有的2替换为0*/ 
    replace(v.begin(), v.end(), 2, 0);
     
    cout << "替换后：";
    for_each(v.begin(), v.end(), [](const int& n){
        cout << n << " ";
    });
    cout << '\n';
      
} 
int main(){
    system("title dotcpp.com");
    test();
    return 0;
}

编译结果如下：

通过 replace(first, last, old_value, new_value) 函数我们成功将序列 {1, 2, 3, 2, 4, 2, 5} 中的所有2替换为0，得到了新序列 {1, 0, 3, 0, 4, 0, 5}，实现了对特定值的批量替换，输出完全符合我们的预期。

当然，我们并不止步于此，如果我们想要根据条件来替换元素，而不是固定的值，我们就可以使用 replace_if() 函数。

replace_if() 函数语法格式如下：

template< class ForwardIt, class UnaryPredicate, class T >
void replace_if( ForwardIt first, ForwardIt last,
                 UnaryPredicate p, const T& new_value );

replace_if(first, last, p, new_value) 函数表示将区间 [first, last) 中所有满足谓词 p 的元素替换为 new_value。

下面我们通过代码的方式来实操 replace_if() 函数：

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<iterator> 
#include<string>
using namespace std;
/*replace_if()函数*/
void test() {
       
    vector<int> v{1, 2, 3, 4, 5}; 
     
    cout << "替换前：";
    for_each(v.begin(), v.end(), [](const int& n){
        cout << n << " ";
    });
    cout << '\n';
     
    /*将v容器中所有的偶数替换为0*/ 
    replace_if(v.begin(), v.end(), [](int x) {
        return x % 2 == 0;
    }, 0);
     
    cout << "替换偶数后：";
    for_each(v.begin(), v.end(), [](const int& n){
        cout << n << " ";
    });
    cout << '\n';
  
} 
int main(){
    system("title dotcpp.com");
    test();
    return 0;
}

编译结果如下：

通过输出可以看出，对于序列 {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}，我们将所有偶数替换为0，得到了结果序列 {1, 0, 3, 0, 5, 0, 7, 0, 9, 0}，输出完全符合我们的预期。

如果我们想要在替换的同时保留原序列不变，创建新的替换后的序列，我们就可以使用 replace_copy() 函数。

replace_copy() 函数语法格式如下：

template< class InputIt, class OutputIt, class T >
OutputIt replace_copy( InputIt first, InputIt last, OutputIt d_first,
                       const T& old_value, const T& new_value );

replace_copy(first, last, d_first, old_value, new_value) 函数表示将区间 [first, last) 中所有等于 old_value 的元素替换为 new_value，并将结果复制到以 d_first 开始的目标序列中，原序列保持不变。

下面我们通过代码的方式来实操 replace_copy() 函数：

#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<iterator> 
#include<string>
using namespace std;
/*replace_copy()函数*/
void test() {
       
    vector<int> v1{1, 2, 3, 2, 4, 2, 5}; 
    vector<int> v2;
     
    cout << "原序列v1：";
    for_each(v1.begin(), v1.end(), [](const int& n){
        cout << n << " ";
    });
    cout << '\n';
     
    /*将v1中所有的2替换为0，结果存储到v2*/ 
    replace_copy(v1.begin(), v1.end(), back_inserter(v2), 2, 0);
     
    cout << "替换后v2：";
    for_each(v2.begin(), v2.end(), [](const int& n){
        cout << n << " ";
    });
    cout << '\n';
    cout << "原序列v1保持不变：";
    for_each(v1.begin(), v1.end(), [](const int& n){
        cout << n << " ";
    });
    cout << '\n';
      
} 
int main(){
    system("title dotcpp.com");
    test();
    return 0;
}

编译结果如下：

通过输出可以看出，原序列 {1, 2, 3, 2, 4, 2, 5} 保持不变，而新序列 v2 中所有的2被替换为0，得到了结果序列 {1, 0, 3, 0, 4, 0, 5}，输出完全符合我们的预期。

总结，如果我们想要在原序列中直接替换特定值，我们可以使用 replace() 函数；如果想要根据条件替换元素，我们可以使用 replace_if() 函数；如果想要保留原序列并创建替换后的新序列，我们可以使用 replace_copy() 函数；同时，在蓝桥杯、ACM等算法竞赛上，replace系列函数常应用于数据清洗、条件过滤和序列变换等场景。