STL 中的 `<algorithm>` 头文件是 C++ 标准库中最强大、最常用的部分之一，提供了大量通用算法函数，能与任意容器（`vector`, `list`, `deque`, `array`, `set` 等）协同使用。

下面是 `#include <algorithm>` 中 **全部主要算法的用法大全**，按功能分类汇总：

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## 🧮 一、非修改序列操作

| 函数                                   | 作用                |
| ------------------------------------ | ----------------- |
| `all_of(begin, end, pred)`           | 是否所有元素都满足条件       |
| `any_of(begin, end, pred)`           | 是否有任意元素满足条件       |
| `none_of(begin, end, pred)`          | 所有元素都不满足条件        |
| `for_each(begin, end, func)`         | 对所有元素执行函数         |
| `count(begin, end, val)`             | 统计某值出现次数          |
| `count_if(begin, end, pred)`         | 满足条件的个数           |
| `mismatch(begin1, end1, begin2)`     | 找出两个序列第一个不匹配的位置   |
| `equal(begin1, end1, begin2)`        | 判断两个序列是否相等        |
| `find(begin, end, val)`              | 查找某值              |
| `find_if(begin, end, pred)`          | 查找满足条件的第一个元素      |
| `find_if_not(begin, end, pred)`      | 查找第一个不满足条件的元素     |
| `adjacent_find(begin, end)`          | 查找连续重复的元素         |
| `search(begin1, end1, begin2, end2)` | 在一个序列中查找子序列       |
| `search_n(begin, end, count, val)`   | 查找连续 count 个相同元素  |
| `find_end(...)`                      | 查找最后一次出现的子序列      |
| `find_first_of(...)`                 | 查找第一个在另一个集合中出现的元素 |

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## ✂️ 二、修改序列操作

| 函数                                            | 作用             |
| --------------------------------------------- | -------------- |
| `copy(begin, end, dest_begin)`                | 拷贝元素           |
| `copy_if(begin, end, dest_begin, pred)`       | 拷贝满足条件的元素      |
| `copy_n(begin, n, dest)`                      | 拷贝 n 个元素       |
| `move(begin, end, dest)`                      | 移动元素           |
| `swap_ranges(begin1, end1, begin2)`           | 交换两个范围的元素      |
| `fill(begin, end, val)`                       | 填充区间           |
| `fill_n(begin, n, val)`                       | 填充 n 个元素       |
| `generate(begin, end, func)`                  | 用函数生成数据填充      |
| `generate_n(begin, n, func)`                  | 生成 n 个元素填充     |
| `remove(begin, end, val)`                     | 移除某个值（不改变容器大小） |
| `remove_if(begin, end, pred)`                 | 移除满足条件的元素      |
| `replace(begin, end, old_val, new_val)`       | 替换值            |
| `replace_if(begin, end, pred, new_val)`       | 满足条件的元素替换为新值   |
| `reverse(begin, end)`                         | 反转             |
| `rotate(begin, middle, end)`                  | 旋转元素（左移）       |
| `shuffle(begin, end, rng)`                    | 随机打乱（C++11）    |
| `unique(begin, end)`                          | 删除连续重复元素       |
| `transform(begin, end, dest, func)`           | 一元函数转换         |
| `transform(begin1, end1, begin2, dest, func)` | 二元函数转换         |

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## 🔍 三、排序和相关算法

| 函数                       | 作用          |
| ------------------------ | ----------- |
| `sort(begin, end)`       | 默认升序排序      |
| `sort(begin, end, comp)` | 自定义比较函数排序   |
| `stable_sort(...)`       | 稳定排序        |
| `partial_sort(...)`      | 部分排序        |
| `partial_sort_copy(...)` | 排序后复制一部分    |
| `nth_element(...)`       | 找第 n 小的元素   |
| `is_sorted(...)`         | 判断是否已排序     |
| `is_sorted_until(...)`   | 返回第一个未排序的位置 |

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## 📌 四、集合操作（前提：有序）

| 函数                                        | 作用            |
| ----------------------------------------- | ------------- |
| `merge(begin1, end1, begin2, end2, dest)` | 合并两个有序区间      |
| `inplace_merge(begin, mid, end)`          | 原地合并          |
| `includes(...)`                           | 判断一个集合是否包含另一个 |
| `set_union(...)`                          | 并集            |
| `set_intersection(...)`                   | 交集            |
| `set_difference(...)`                     | 差集            |
| `set_symmetric_difference(...)`           | 对称差集（A ⊕ B）   |

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## 🧩 五、堆操作

| 函数                      | 作用        |
| ----------------------- | --------- |
| `make_heap(begin, end)` | 建堆        |
| `push_heap(begin, end)` | 加入新元素后调整  |
| `pop_heap(begin, end)`  | 弹出堆顶      |
| `sort_heap(begin, end)` | 堆排序       |
| `is_heap(begin, end)`   | 判断是否为堆    |
| `is_heap_until(...)`    | 返回第一个非堆位置 |

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## 🗂 六、最值和比较

| 函数                             | 作用             |
| ------------------------------ | -------------- |
| `min(a, b)` / `max(a, b)`      | 最小/最大值（支持比较函数） |
| `minmax(a, b)`                 | 同时取 min 和 max  |
| `min_element(begin, end)`      | 序列中最小值迭代器      |
| `max_element(begin, end)`      | 序列中最大值迭代器      |
| `minmax_element(...)`          | 一次遍历取最小和最大元素   |
| `lexicographical_compare(...)` | 字典序比较          |
| `next_permutation(...)`        | 下一个排列          |
| `prev_permutation(...)`        | 上一个排列          |
| `clamp(val, lo, hi)`           | 限制在区间内（C++17）  |

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## 🧠 七、数值算法（需 `<numeric>` 头文件）

| 函数                             | 作用    |
| ------------------------------ | ----- |
| `accumulate(begin, end, init)` | 求和    |
| `accumulate(..., op)`          | 自定义加法 |
| `inner_product(...)`           | 内积    |
| `adjacent_difference(...)`     | 相邻差   |
| `partial_sum(...)`             | 部分和   |

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## 示例：几个常用算法

```cpp
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <numeric> // accumulate

int main() {
    std::vector<int> v{5, 1, 3, 3, 9, 7};

    std::sort(v.begin(), v.end());                  // 排序
    std::reverse(v.begin(), v.end());               // 反转
    auto it = std::find(v.begin(), v.end(), 3);     // 查找3
    int cnt = std::count(v.begin(), v.end(), 3);    // 统计3的个数
    int sum = std::accumulate(v.begin(), v.end(), 0); // 求和

    for (int x : v) std::cout << x << ' ';
    std::cout << "\n3出现在了 " << cnt << " 次，和为 " << sum << std::endl;
}
```