【C++】STL 算法 ⑦ ( 二元谓词使用场景 - 大小写不敏感 set 集合 | tolower 函数 - 将字符转为小写字母 | 基于 tolower 实现大小写不敏感的比较函数对象 )

小咪咪 2024-02-05 22:37 6阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  一、二元谓词使用场景 - 大小写不敏感 set 集合
 *   *  1、需求分析
     *  2、tolower 函数 - 将字符转为小写字母
     *  3、toupper 函数 - 将字符转为大写字母
     *  4、基于 tolower 实现大小写不敏感的比较函数对象
 *  二、代码示例 - 二元谓词使用场景
 *   *  1、普通的 set 集合查找元素 - 大小写匹配查找成功
     *  2、普通的 set 集合查找元素 - 大小写不匹配查找失败
     *  3、设置二元谓词规则的 set 集合查找元素 - 大小写不不敏感集合

## 一、二元谓词使用场景 - 大小写不敏感 set 集合 ##

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### 1、需求分析 ###

本篇博客中 , 实现一个 set 集合 , 存放 英文字母 组成的字符串 , 且 大小写不敏感 ;

**实现的方法 :** 自定义字符串 对比排序规则 , 先 将 字符串 都转为小写字母 , 然后进行对比 ;

### 2、tolower 函数 - 将字符转为小写字母 ###

tolower 函数是 C / C++ 标准库 中的函数 , 其作用是 将 字符从 大写形式 转换为 小写形式 , 该函数定义在 C++ 头文件 的 <cctype> 中 或 C 语言头文件的 <ctype.h> 中 ;

*  如果传入的 字符 是 大写字母 , 将 该大写字母 转为小写字母 并返回 ;
 *  如果传入的 字符 是 小写字母 , 将 该小写字母 直接返回 ;

**tolower 函数原型如下 :**

int tolower(int c);

*  **参数解析 :** 参数 c 表示字符的 int 类型的值 ;
    
     *  ***char -> int 类型转换 :*** 参数中使用了 int 类型值 , 一般情况下此处应该传入一个 char 类型的值 , 该 字符 会被隐式地转换为 int 类型 ;
     *  传入的值需要 在 \[ CHAR\_MIN , CHAR\_MAX \] 区间 中 , 或者 是 EOF ( -1 ) 值 ;
 *  **返回值解析 :** 如果 参数 c 是 大写字母 , 则返回对应的小写字母 ; 否则 , 返回 c 字符本身 ; 返回值是 int 类型的 , 但通常可以安全地将其转换回 char 类型 ;

**注意 :** 为了保证 tolower 函数的行为 的 稳定性 , 建议 先将 char 类型的参数转换为 unsigned char , 然后 再传递给 tolower 函数 ; 运行该程序的平台可能是 Windows / Linux , Arm / 单片机 平台 , 如果 char 在指定的平台上 被当作负数处理 , 直接传递给 tolower 可能会导致未定义的行为 ;

**代码示例 :**

#include "iostream"
    using namespace std;
    #include <algorithm> 
    
    int main() {
        
    
    	string hello = "Hello, World!";
    
    	// 将字符串中的所有字符元素转为小写字母
    	transform(hello.begin(), hello.end(), hello.begin(), tolower);
    
    	cout << hello << endl;
    	
    	// 控制台暂停 , 按任意键继续向后执行
    	system("pause");
    	return 0;
    };

**执行结果 :**

hello, world!  
Press any key to continue . . .

![在这里插入图片描述][549e5e84b49d480b85852375a2c538b0.png]

### 3、toupper 函数 - 将字符转为大写字母 ###

与 tolower 函数对象 相对的是 toupper 函数 , 可以将 字符 转为 大写形式 ;

**toupper 函数原型如下 :**

int toupper(int c);

*  **参数解析 :** 参数 c 表示字符的 int 类型的值 ;
    
     *  ***char -> int 类型转换 :*** 参数中使用了 int 类型值 , 一般情况下此处应该传入一个 char 类型的值 , 该 字符 会被隐式地转换为 int 类型 ;
     *  传入的值需要在 \[ CHAR\_MIN , CHAR\_MAX \] 区间 中 , 或者是  EOF ( -1 ) 值 ;
 *  **返回值解析 :** 如果参数 c 是 小写字母 , 则返回对应的大写字母 ; 否则 , 返回 c 字符本身 ; 返回值是 int 类型的 , 但通常可以安全地将其转换回 char 类型 ;

**代码示例 :**

#include "iostream"
    using namespace std;
    #include <algorithm> 
    
    int main() {
        
    
    	string hello = "Hello, World!";
    
    	// 将字符串中的所有字符元素转为大写字母
    	transform(hello.begin(), hello.end(), hello.begin(), toupper);
    
    	cout << hello << endl;
    	
    	// 控制台暂停 , 按任意键继续向后执行
    	system("pause");
    	return 0;
    };

**执行结果 :**

HELLO, WORLD!  
Press any key to continue . . .

![在这里插入图片描述][7e15a55810b4494cb3fe758509e6d199.png]

### 4、基于 tolower 实现大小写不敏感的比较函数对象 ###

该 set 集合 的 比较函数 的 函数对象 , 是一个二元谓词 ,

**重写的 函数调用操作符 函数如下 :**

bool operator()(const string& str1, const string& str2)

接收 2 个 字符串 参数 ,

**注意 :** 比较的前提是 不能修改实参的值 , 这里重新创建 2 个字符串 , 用于 将 字符串转为 小节字母 并 进行比较 ;

**首先 ,** 创建一个新的 字符串 对象 ;

// 创建字符串
    		string s1;

**然后 ,** 根据 传入的 字符串参数大小 , 设置 新创建的字符串对象 ;

// 重新设置字符串大小
    		s1.resize(str1.size());

**最后 ,** 调用 transform 算法 , 将 字符串 中的字符元素 , 都转为小写字母 ;

// 将字符串的所有元素都转换为小写元素
    		transform(str1.begin(), str1.end(), s1.begin(), tolower);

得到 全是 小写字母 的字符串 后 , 使用该 小写字母 字符串 与 另外一个参数 转成的 小写字母 字符串 进行对比 , 这样就实现了 大小写不敏感的 set 集合 ;

**代码示例如下 :**

#include <algorithm>
    #include "functional"
    
    /// <summary>
    /// 二元谓词 大小写不敏感比较
    /// </summary>
    class Compare
    {
        
    public:
    	bool operator()(const string& str1, const string& str2) const
    	{
        
    		// 比较的前提是不能修改实参的值
    		// 这里重新创建 2 个字符串 , 用于进行比较
    
    		// 创建字符串
    		string s1;
    		// 重新设置字符串大小
    		s1.resize(str1.size());
    		// 将字符串的所有元素都转换为小写元素
    		transform(str1.begin(), str1.end(), s1.begin(), tolower); //预定义函数对象 
    
    		string s2;
    		s2.resize(str2.size());
    		transform(str2.begin(), str2.end(), s2.begin(), tolower); //预定义函数对象 
    
    		// 从小到大进行排序
    		return (s1 < s2);
    	}
    };

## 二、代码示例 - 二元谓词使用场景 ##

--------------------

### 1、普通的 set 集合查找元素 - 大小写匹配查找成功 ###

创建普通的 set 集合 , 并插入三个元素 ;

// 创建一个 set 集合容器
    	set<string> mySet;
    
    	// 向容器中插入元素
    	mySet.insert("b");
    	mySet.insert("a");
    	mySet.insert("c");

集合中的元素是

a b c

在集合中查找 字符串 " a " , 肯定能找到该元素 ;

**代码示例 :**

#include "iostream"
    using namespace std;
    #include <set>
    #include <algorithm>
    
    int main() {
        
    
    	// 创建一个 set 集合容器
    	set<string> mySet;
    
    	// 向容器中插入元素
    	mySet.insert("b");
    	mySet.insert("a");
    	mySet.insert("c");
    
    	// 向 foreach 循环中传入 Lambda 表达式
    	for_each(mySet.begin(), mySet.end(), [](string str) {
        
    		std::cout << str << " ";
    		});
    	cout << endl;
    
    	// 查找容器中的元素
    	set<string>::iterator it = mySet.find("a"); //find函数 默认 区分大小写
    
    	if (it != mySet.end()) {
        
    		cout << "找到了元素" << endl;
    	} else {
        
    		cout << "没有找到元素" << endl;
    	}
    	
    	// 控制台暂停 , 按任意键继续向后执行
    	system("pause");
    	return 0;
    };

**执行结果 :**

a b c
    找到了元素
    Press any key to continue . . .

![在这里插入图片描述][82ae9d12f9ea454db095a25b2ad394a5.png]

### 2、普通的 set 集合查找元素 - 大小写不匹配查找失败 ###

创建普通的 set 集合 , 并插入三个元素 ;

// 创建一个 set 集合容器
    	set<string> mySet;
    
    	// 向容器中插入元素
    	mySet.insert("b");
    	mySet.insert("a");
    	mySet.insert("c");

集合中的元素是

a b c

在集合中查找 字符串 " A " , 找不到该元素 ;

**代码示例 :**

#include "iostream"
    using namespace std;
    #include <set>
    #include <algorithm>
    
    int main() {
        
    
    	// 创建一个 set 集合容器
    	set<string> mySet;
    
    	// 向容器中插入元素
    	mySet.insert("b");
    	mySet.insert("a");
    	mySet.insert("c");
    
    	// 向 foreach 循环中传入 Lambda 表达式
    	for_each(mySet.begin(), mySet.end(), [](string str) {
        
    		std::cout << str << " ";
    		});
    	cout << endl;
    
    	// 查找容器中的元素
    	set<string>::iterator it = mySet.find("A"); //find函数 默认 区分大小写
    
    	if (it != mySet.end()) {
        
    		cout << "找到了元素" << endl;
    	} else {
        
    		cout << "没有找到元素" << endl;
    	}
    	
    	// 控制台暂停 , 按任意键继续向后执行
    	system("pause");
    	return 0;
    };

**执行结果 :**

a b c
    没有找到元素
    Press any key to continue . . .

![在这里插入图片描述][05f3d6463ffd4913bed22032e92eee32.png]

### 3、设置二元谓词规则的 set 集合查找元素 - 大小写不不敏感集合 ###

在下面的代码中 , 创建 set 集合时 , 指定了 集合元素的 排序规则 :

// 创建一个 set 集合容器
    	set<string, Compare> mySet;

该 Compare 排序规则 是一个 二元谓词 , 在排序时 , 将字符串先转为 小写字母 , 然后进行排序 ;

/// <summary>
    /// 二元谓词 大小写不敏感比较
    /// </summary>
    class Compare
    {
        
    public:
    	bool operator()(const string& str1, const string& str2) const
    	{
        
    		// 比较的前提是不能修改实参的值
    		// 这里重新创建 2 个字符串 , 用于进行比较
    
    		// 创建字符串
    		string s1;
    		// 重新设置字符串大小
    		s1.resize(str1.size());
    		// 将字符串的所有元素都转换为小写元素
    		transform(str1.begin(), str1.end(), s1.begin(), tolower); //预定义函数对象 
    
    		string s2;
    		s2.resize(str2.size());
    		transform(str2.begin(), str2.end(), s2.begin(), tolower); //预定义函数对象 
    
    		// 从小到大进行排序
    		return (s1 < s2);
    	}
    };

在排序时 , 大小写字母不敏感 , 即使是大写字母 " A " , 也会当做 " a " 进行排序 ;

查找元素时 , 查找 " A " 字符串 , 实际上查找的是 " a " 字符串 ;

使用 find 函数 查找元素时 , 可以找到 " A " 元素 ;

**代码示例 :**

#include "iostream"
    using namespace std;
    #include <set>
    #include <algorithm>
    #include "functional"
    
    /// <summary>
    /// 二元谓词 大小写不敏感比较
    /// </summary>
    class Compare
    {
        
    public:
    	bool operator()(const string& str1, const string& str2) const
    	{
        
    		// 比较的前提是不能修改实参的值
    		// 这里重新创建 2 个字符串 , 用于进行比较
    
    		// 创建字符串
    		string s1;
    		// 重新设置字符串大小
    		s1.resize(str1.size());
    		// 将字符串的所有元素都转换为小写元素
    		transform(str1.begin(), str1.end(), s1.begin(), tolower); //预定义函数对象 
    
    		string s2;
    		s2.resize(str2.size());
    		transform(str2.begin(), str2.end(), s2.begin(), tolower); //预定义函数对象 
    
    		// 从小到大进行排序
    		return (s1 < s2);
    	}
    };
    
    int main() {
        
    
    	// 创建一个 set 集合容器
    	set<string, Compare> mySet;
    
    	// 向容器中插入元素
    	mySet.insert("b");
    	mySet.insert("a");
    	mySet.insert("c");
    
    	// 向 foreach 循环中传入 Lambda 表达式
    	for_each(mySet.begin(), mySet.end(), [](string str) {
        
    		std::cout << str << " ";
    		});
    	cout << endl;
    
    	// 查找容器中的元素
    	set<string>::iterator it = mySet.find("A"); //find函数 默认 区分大小写
    
    	if (it != mySet.end()) {
        
    		cout << "找到了元素" << endl;
    	} else {
        
    		cout << "没有找到元素" << endl;
    	}
    	
    	// 控制台暂停 , 按任意键继续向后执行
    	system("pause");
    	return 0;
    };

**执行结果 :**

a b c
    找到了元素
    Press any key to continue . . .

![在这里插入图片描述][11910a27e4b1419f9b93f9c6bea05643.png]

[549e5e84b49d480b85852375a2c538b0.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/60232f6a80a64a1d89d74830434ffc6d.png
[7e15a55810b4494cb3fe758509e6d199.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/53abd86de8084e1594f82d8a4e951cb2.png
[82ae9d12f9ea454db095a25b2ad394a5.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/4e5ce8f8f3c14a4985fa6111de3280c8.png
[05f3d6463ffd4913bed22032e92eee32.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/448650a7d2a242d584c40ef009ce32e1.png
[11910a27e4b1419f9b93f9c6bea05643.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/8b912754c946477b986993a63c48c781.png