[C++ STL] 원소 개수 세기 (count, count_if)

🔍 std::count

C++ STL에서 제공하는 원소 개수 세기 알고리즘으로, 주어진 값이 몇 번 등장하는지 세어준다.

count가 정의된 헤더

#include <algorithm>

기본 사용법

컨테이너에서 특정 값과 일치하는 원소의 개수를 반환한다.

// 기본 count
std::count(first, last, value);

// count_if를 사용한 조건부 카운팅
std::count_if(first, last, pred);

• first, last: 탐색할 구간의 시작/끝 반복자
• value: 찾을 값
• pred: 조건자(predicate) 함수. 원소가 특정 조건을 만족하는지 검사
• 반환값: 일치하는 원소의 개수 (difference_type 타입)

동작 원리

• count: 단순히 순차 탐색하면서 == 연산자로 일치 여부 확인
• count_if: 순차 탐색하면서 조건자 함수를 호출하여 조건 만족 여부 확인
• 시간복잡도: $O(n)$ (모든 원소를 한 번씩 검사)
• 공간복잡도: $O(1)$ (추가 메모리 사용 없음)

예제

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

// count_if를 위한 조건자 함수
bool isEven(int n) {
    return n % 2 == 0;
}

// 구조체에서의 count 사용
struct Person {
    std::string name;
    int age;
    
    // == 연산자 오버로딩
    bool operator==(const Person& other) const {
        return age == other.age;
    }
};

int main() {
    // 기본 타입에서의 count 사용
    std::vector<int> v1 = {1, 2, 3, 2, 4, 2, 5};
    int count_2 = std::count(v1.begin(), v1.end(), 2);
    std::cout << "2의 개수: " << count_2 << "\n";  // 출력: 3

    // count_if를 사용한 짝수 개수 세기
    int even_count = std::count_if(v1.begin(), v1.end(), isEven);
    std::cout << "짝수의 개수: " << even_count << "\n";

    // 람다 함수를 사용한 count_if
    int count_greater_3 = std::count_if(v1.begin(), v1.end(), 
        [](int n) { return n > 3; });
    std::cout << "3보다 큰 수의 개수: " << count_greater_3 << "\n";

    // 구조체에서의 count 사용
    std::vector<Person> people = {
        {"Alice", 20},
        {"Bob", 25},
        {"Charlie", 20},
        {"David", 30}
    };
    Person target = {"", 20};  // 나이가 20인 사람 찾기
    int count_age_20 = std::count(people.begin(), people.end(), target);
    std::cout << "20살인 사람의 수: " << count_age_20 << "\n";

    return 0;
}

활용 팁

1. 문자열 처리

   std::string str = "Hello, World!";
   int count_l = std::count(str.begin(), str.end(), 'l');
   

2. 복잡한 조건 검사

   auto count_in_range = std::count_if(v.begin(), v.end(),
       [](int n) { return n > 10 && n < 20; });
   

3. 사용자 정의 타입
   • count를 사용하려면 == 연산자 정의 필요
   • count_if는 조건자 함수만 정의하면 됨
4. 컨테이너 전체 범위

   // C++17 이상
   std::count(std::begin(container), std::end(container), value);
   

5. 주의사항
   • 부동소수점 비교는 오차로 인해 예상과 다른 결과가 나올 수 있음
   • 문자열 비교 시 대소문자 구분에 주의

성능 최적화 팁

1. 조건자 함수 최적화
   • 간단한 조건은 람다 함수 사용
   • 복잡한 조건은 일반 함수로 분리
2. 불필요한 복사 방지
   • 큰 객체는 const 참조로 전달
   • 조건자 함수에서 불필요한 복사 연산 제거
3. 병렬 처리 고려
   • C++17의 실행 정책 사용 가능

     std::count(std::execution::par, v.begin(), v.end(), value);
     

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