C++中std::count` 和 `std::count_if`的用法和示例

在 C++ 标准库中，std::count 和 std::count_if 是两个用于统计容器中满足特定条件的元素数量的算法。它们的核心区别在于判断条件的形式，以下是详细用法和示例：

1. std::count

作用：统计区间内 等于指定值 的元素数量。
适用场景：直接比较元素是否等于某个固定值。
函数原型：

template< class InputIt, class T >
typename iterator_traits<InputIt>::difference_type
    count( InputIt first, InputIt last, const T& value );

示例代码

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm> // 必须包含此头文件

int main() {
    std::vector<int> nums = {1, 2, 3, 4, 2, 5, 2};

    // 统计值为 2 的元素数量
    int cnt = std::count(nums.begin(), nums.end(), 2);
    std::cout << "Number of 2s: " << cnt << std::endl; // 输出 3

    return 0;
}

2. std::count_if

作用：统计区间内 满足谓词条件 的元素数量。
适用场景：需要自定义判断逻辑（如范围比较、字符串长度等）。
函数原型：

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

示例代码

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

int main() {
    std::vector<int> nums = {10, 25, 30, 15, 5};
    std::vector<std::string> words = {"apple", "banana", "cherry", "date"};

    // 统计大于 20 的元素数量
    int cnt1 = std::count_if(nums.begin(), nums.end(), [](int x) {
        return x > 20;
    });
    std::cout << "Elements > 20: " << cnt1 << std::endl; // 输出 2

    // 统计长度超过 5 的字符串数量
    int cnt2 = std::count_if(words.begin(), words.end(), [](const std::string& s) {
        return s.size() > 5;
    });
    std::cout << "Words longer than 5: " << cnt2 << std::endl; // 输出 2

    return 0;
}

核心区别

高级用法示例

1. 使用函数对象（Functor）

struct IsEven {
    bool operator()(int x) const { return x % 2 == 0; }
};

int main() {
    std::vector<int> nums = {1, 2, 3, 4, 5};
    int cnt = std::count_if(nums.begin(), nums.end(), IsEven());
    std::cout << "Even numbers: " << cnt << std::endl; // 输出 2
    return 0;
}

2. 结合标准库预定义谓词

#include <functional> // 包含 std::greater, std::less 等

int main() {
    std::vector<int> nums = {10, 20, 30, 40};
    // 统计大于 25 的元素数量
    int cnt = std::count_if(nums.begin(), nums.end(), 
        std::bind(std::greater<int>(), std::placeholders::_1, 25));
    std::cout << "Elements > 25: " << cnt << std::endl; // 输出 2
    return 0;
}

性能与注意事项

• 时间复杂度：均为 O(n)，需遍历整个区间。
• 谓词设计：确保谓词无副作用且高效，避免修改元素或容器。
• 迭代器有效性：区间 [first, last) 必须有效。

总结

• std::count：简单统计特定值的数量。
• std::count_if：灵活统计满足自定义条件的元素数量，支持 Lambda、函数对象或标准谓词。
  两者结合使用，可高效处理各类统计需求，是数据分析、过滤和条件检查的常用工具。