C++ 标准库 reverse 函数详解与实战

3. 反转 string

字符串同样支持随机访问迭代器，可以直接反转。

#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

你可以只反转区间的一部分，这在处理局部数据时很有用。

#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;
}

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。

注意事项

1. 迭代器要求：reverse 要求迭代器必须是双向迭代器（BidirectionalIterator）。
2. 适用容器：可用于所有支持双向迭代器的容器，如 vector、deque、list、string、数组等。
3. 修改原容器：reverse 会直接修改原容器。如果不希望修改原容器，可以使用 reverse_copy。

相关函数与对比

1. reverse_copy

如果你需要保留原始数据，reverse_copy 是个好选择。它将反转后的结果复制到另一个序列中。

#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. 自定义实现

理解底层逻辑有助于调试。核心思想就是首尾交换。

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

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

很多初学者容易混淆 reverse 函数和反向迭代器。前者改变数据，后者仅改变遍历方向。

#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;
}