算法概述与遍历算法：算法分类、for_each遍历、transform遍历

大家好，欢迎来到这一讲。今天咱们聊聊STL里最基础、也最常用的东西——算法。

说实话，我刚接触STL那会儿，面对几十个算法名字，头都大了。什么排序、查找、修改、删除……感觉像背单词。后来我慢慢发现，其实算法没那么神秘。说白了，STL算法就是一组操作容器元素的函数模板。它们不依赖具体容器，只靠迭代器来工作。这一点，你想想看，是不是很巧妙？

算法的分类

STL算法大致可以分为几大类。我个人习惯按操作性质来分，这样好记：

分类	说明	常见算法举例
只读算法	不修改元素，只读取	for_each、find、count
修改算法	会修改元素值	transform、copy、replace
排序算法	对序列进行排序	sort、stable_sort
数值算法	数值计算相关	accumulate、inner_product

嗯，这里要注意：只读算法和修改算法是咱们日常用得最多的。今天咱们就重点讲两个遍历相关的算法：for_each 和 transform。

for_each：最简单的遍历

for_each 是STL里最朴素的遍历算法。它的作用就是：对容器中的每个元素，执行同一个操作。

我在项目中遇到过这样一个场景：需要把日志容器里的每条记录都打印出来。用 for_each 一行搞定，比手写循环清爽多了。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

void print(int n) {
    std::cout << n << " ";
}

int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    std::for_each(vec.begin(), vec.end(), print);
    // 输出：1 2 3 4 5
    return 0;
}

你看，for_each 接受三个参数：起始迭代器、结束迭代器、以及一个可调用对象（函数、函数对象、lambda都行）。

std::for_each(vec.begin(), vec.end(), [](int n) {
    std::cout << n * 2 << " ";
});
// 输出：2 4 6 8 10

为什么说 for_each 是只读算法？因为它不强制修改元素。但注意，如果你在lambda里传引用，还是可以改的。不过那样就违背了“只读”的初衷。我建议你保持语义清晰：只读就用 for_each，要修改就用 transform。

transform：遍历并转换

transform 比 for_each 多了一层意思：它遍历元素，然后把结果写到另一个地方。说白了，就是“遍历 + 转换 + 输出”。

我曾经在数据处理模块里，需要把一个 vector<int> 里的每个值都平方，存到另一个 vector 里。用 transform 简直不要太顺手。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int square(int x) {
    return x * x;
}

int main() {
    std::vector<int> src = {1, 2, 3, 4, 5};
    std::vector<int> dst(src.size());

    std::transform(src.begin(), src.end(), dst.begin(), square);

    // dst 现在为：1 4 9 16 25
    return 0;
}

transform 有四个参数：源起始、源结束、目标起始、转换函数。注意目标容器必须提前分配好空间，否则会出问题。

std::vector<int> dst;
std::transform(src.begin(), src.end(), std::back_inserter(dst), square);
// 这样就不用提前分配空间了

transform 还有一个双输入版本，可以对两个序列做操作。比如把两个 vector 对应元素相加：

std::vector<int> a = {1, 2, 3};
std::vector<int> b = {4, 5, 6};
std::vector<int> c;

std::transform(a.begin(), a.end(), b.begin(), std::back_inserter(c),
               [](int x, int y) { return x + y; });
// c 为：5 7 9

for_each vs transform：怎么选？

这两个算法看起来有点像，但用途不同。我总结了一下：

• for_each：关注“副作用”。比如打印、记录日志、发送信号。它不关心返回值。
• transform：关注“转换结果”。它把处理后的值存到目标容器，原容器不变。

你想想看，如果你只是想看一眼每个元素，用 for_each。如果你想生成一个新的、经过变换的序列，用 transform。别混用，代码意图会更清晰。

知识结构图

下面这张图帮你理清今天的内容脉络：

总结

今天咱们聊了STL算法的分类，重点讲了 for_each 和 transform 这两个遍历算法。记住：

• for_each 适合做“遍历 + 副作用”，比如打印、记录。
• transform 适合做“遍历 + 转换”，生成新序列。
• 两者都依赖迭代器，不依赖具体容器类型。

嗯，其实STL算法用多了你会发现，它们就像工具箱里的螺丝刀——每种都有特定的用途。选对了，代码既简洁又高效。选错了，就会绕弯路。希望今天的分享对你有帮助。