C++ 标准库中的reverse 函数使用示例

极道煮夫

目录

• 一.函数原型
• 二.函数参数
• 三.使用示例
• 1.反转数组
• 2.反转vector
• 3.反转string
• 4,反转部分元素
• 四.复杂度分析
• 五.注意事项
• 六.相关函数
• 1.reverse_copy
• 2.自定义反转算法实现
• 3.与反向迭代器的区别

一.函数原型

template <class BidirectionalIterator>
void reverse(BidirectionalIterator first, BidirectionalIterator last);

二.函数参数

first：指向要反转序列起始位置的迭代器
last：指向要反转序列结束位置的下一个位置的迭代器（左闭右开区间 [first, last)）

三.使用示例

1.反转数组

#include <iostream>
#include <algorithm>
int main() {
    int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    std::reverse(arr, arr + n);
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        std::cout << arr << " ";  // 输出: 5 4 3 2 1
    }
    return 0;
}

2.反转vector

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;
int main() {
    vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    reverse(vec.begin(), vec.end());
    for (int num : vec) {
        cout << num << " ";  // 输出: 5 4 3 2 1
    }
    return 0;
}

3.反转string

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <string>
using namespace std;
int main() {
    string str = "Hello, World!";
    reverse(str.begin(), str.end());
    cout << str << endl;  // 输出: !dlroW ,olleH
    return 0;
}

4,反转部分元素

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;
int main() {
    vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8};
    // 只反转中间部分元素 [2, 3, 4, 5, 6] -> [6, 5, 4, 3, 2]
    reverse(vec.begin() + 1, vec.end() - 1);
    for (int num : vec) {
        cout << num << " ";  // 输出: 1 7 6 5 4 3 2 8
    }
    return 0;
}

四.复杂度分析

时间复杂度：O(n)，其中 n 是 last - first，执行大约 n/2 次交换
空间复杂度：O(1)，原地操作，不需要额外空间

五.注意事项

1. reverse 函数要求迭代器是双向迭代器(BidirectionalIterator)。
2. 可以用于所有支持双向迭代器的容器：vector、deque、list、string、数组等
3. reverse 会修改原容器，如果不希望修改原容器，可以使用 reverse_copy

六.相关函数

1.reverse_copy

reverse函数不保证稳定性（因为交换元素可能会改变相等元素的相对顺序，但通常我们使用reverse时并不关心这个，因为元素值不同，且即使相同，反转后顺序也变了）。
C++标准库还提供了reverse_copy函数，它可以将反转的结果复制到另一个序列中，而不改变原序列。

• reverse_copy的函数原型：

template <class BidirectionalIterator, class OutputIterator>
OutputIterator reverse_copy(BidirectionalIterator first,
BidirectionalIterator last,
OutputIterator result);

• 使用示例

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;
int main() {
    vector<int> src = {1, 2, 3, 4, 5};
    vector<int> dst(src.size());
    reverse_copy(src.begin(), src.end(), dst.begin());
    cout << "原序列: ";
    for (int num : src) {
        cout << num << " ";  // 输出: 1 2 3 4 5
    }
    cout << "\n反转后的副本: ";
    for (int num : dst) {
        cout << num << " ";  // 输出: 5 4 3 2 1
    }
    return 0;
}

2.自定义反转算法实现

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
// 手动实现 reverse 功能
template<typename T>
void my_reverse(T begin, T end) {
    while (begin != end && begin != --end) {
        swap(*begin, *end);
        ++begin;
    }
}
int main() {
    vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    my_reverse(vec.begin(), vec.end());
    for (int num : vec) {
        cout << num << " ";  // 输出: 5 4 3 2 1
    }
    return 0;
}

3.与反向迭代器的区别

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main() {
    vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    // 使用 reverse 函数修改原容器
    reverse(vec.begin(), vec.end());
    cout << "使用 reverse 后: ";
    for (int num : vec) {
        cout << num << " ";  // 输出: 5 4 3 2 1
    }
    cout << endl;
    // 重置 vector
    vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    // 使用反向迭代器（不修改原容器，只是反向遍历）
    cout << "使用反向迭代器遍历: ";
    for (auto it = vec.rbegin(); it != vec.rend(); ++it) {
        cout << *it << " ";  // 输出: 5 4 3 2 1
    }
    cout << endl;
    cout << "原容器未被修改: ";
    for (int num : vec) {
        cout << num << " ";  // 输出: 1 2 3 4 5
    }
    return 0;
}

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