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c++中如何使用std::count_if算法_c++统计满足条件元素个数【汇总】

冰火之心

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发布时间:2026-01-17 16:15:02

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来源于php中文网

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std::count_if可高效统计满足条件的元素个数,时间复杂度O(n),适用于所有标准容器;需传入左闭右开区间和纯一元谓词,避免迭代器失效与谓词副作用。

c++中如何使用std::count_if算法_c++统计满足条件元素个数【汇总】

直接用 std::count_if,配合 lambda 或函数对象即可统计满足条件的元素个数;它不修改容器,只遍历一次,时间复杂度是 O(n),且对所有标准容器(vectorlistarray 等)通用。

std::count_if 的基本用法和参数含义

std::count_if 定义在 头文件中,签名是:

template
typename iterator_traits::difference_type
count_if(InputIt first, InputIt last, UnaryPredicate p);

关键点:

  • firstlast 是左闭右开区间,即 [first, last)
  • p 是一元谓词(返回 bool 的可调用对象),对每个元素调用 p(value)
  • 返回满足 p(value) == true 的元素个数,类型是 iterator_traits<...>::difference_type(通常是 intlong
  • 注意:last 不能是 end() 的非法副本(比如 vector 移动后原迭代器失效)

常见写法:lambda 表达式最常用

90% 场景下用 lambda 最简洁。例如统计 vector 中偶数个数:

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std::vector v = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
auto even_count = std::count_if(v.begin(), v.end(), [](int x) { return x % 2 == 0; }); // 结果是 3

其他典型场景:

  • 字符串中大写字母个数:[](char c) { return std::isupper(static_cast(c)); }(注意 std::isupper 要求非负)
  • 指针容器中非空指针个数:[](const T* p) { return p != nullptr; }
  • 自定义结构体中某字段满足条件:[](const Person& p) { return p.age > 18; }

容易踩的坑:迭代器失效与谓词副作用

两个高频出错点:

  • 传入已失效的迭代器:比如在 std::vector 上调用 push_back 后未更新 begin()/end(),再传给 count_if → 行为未定义
  • 谓词有副作用或状态依赖:例如在 lambda 中修改外部变量、调用随机函数、或依赖全局计数器 → 结果不可预测,因为 count_if 不保证遍历顺序(虽实际通常按序,但标准不保证)
  • std::liststd::forward_list 使用 std::distance(begin(), end()) 模拟 count_if?别这么做——效率低(O(n²)),且逻辑冗余

替代方案对比:什么时候不该用 count_if?

如果需要同时做「统计」+「其他操作」(如收集匹配元素、提前退出、或需索引),count_if 就不够用了:

  • 要获取所有匹配项 → 改用 std::copy_if + back_inserter
  • 只需知道是否存在满足条件的元素 → 用 std::any_of(更语义清晰,可能短路)
  • 条件判断成本极高,且预期多数不满足 → 手写循环 + break 可能更高效(但先 profile)
  • 统计后立刻要 erase 满足条件的元素 → 考虑 std::remove_if + erase(避免两次遍历)

真正要注意的是:谓词必须是纯函数(无副作用、无外部状态),否则结果可能在不同编译器或优化级别下不一致 —— 这点比语法细节更容易被忽略。

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