C++ 标准库中的reverse 函数使用示例_C/C++

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[i] << " ";  // 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

reverse 函数要求迭代器是双向迭代器(bidirectionaliterator)。
可以用于所有支持双向迭代器的容器：vector、deque、list、string、数组等
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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