2vcTnguyvU

void print ( const list <double> & lst)

{ // используем итератор для прохода по lst list<double>::const_iterator p;

for (p=lst.begin (); p!=lst.end(); ++p) cout << *p <<'\t';

cout <<endl; }

int main(int argc, char *argv[]) { double w[4]={ 1.7, 0.6, 77, -57};

cout <<"Summa = "<<accumulate (z.begin ( ), z.end ( ), 0.0) <<endl; system("PAUSE"); return EXIT_SUCCESS; }

В этом примере списочный контейнер должен хранить переменные с двойной точностью. Массив из таких переменных помещается в список. Функция print ( ) использует итератор для печати всех элементов списка по очереди. Для списочного контейнера используется тип двунаправленного итератора, а это означает, что некоторые обобщенные алгоритмы (в которых используется тип итератора – произвольный доступ) нельзя применить к списку. Поэтому функция sort( ) была реализована в классе контейнера. Функция accumulate ( ) является обобщенной функцией из пакета numeric. Она использует 0.0 в качестве начального значения и вычисляет сумму элементов списочного контейнера путем прохода от начальной позиции z.begin ( ) до конечной z.end ( ).

Ассоциативные контейнеры

Ассоциативные контейнеры – это множества, отображения, мультимножества и мультиотображения. Они содержат доступные по ключу элементы и упорядочивающее отношение Compare, являющееся сравнивающим объектом ассоциативного контейнера. Например6

// ассоциативный контейнер – поиск возраста. файл stl_age.cpp #include <cstdlib>

#include <iostream>

#include <map>

#include <string> using namespace std;

int main(int argc, char *argv[]) {

map <string, int, less<string> > name_age; name_age["Иванов Петя"]=20; name_age["Петрова Юля "] =10;

100

name_age["Сидоров Вовочка"]=7;

cout << "Vovochka "<<name_age["Сидоров Вовочка"]<< " year" << endl; system("PAUSE"); return EXIT_SUCCESS; }

Отображение name_age – это ассоциативный массив, в котором ключом является тип string. Объект Compare – это less<string>.

В следующей таблице, описывающей интерфейс ассоциативных классов, они обозначены как ASSOC.

Определения ассоциативных контейнеров STL

Инициализация ассоциативных контейнеров обеспечивается несколькими стандартными конструкторами.

Ассоциативные конструкторы STL

Вставка выполняется, если ни один из элементов с таким же ключом еще не присутствует. Вот некоторые примеры использования этих членов:

int m [4] = { 2,3,5,7 }; set <int , less<int> > s;

// множество целых, упорядоченное с помощью less set <int , less<int> > t( m, m+4 ); //используется 2, 3, 5, 7 s.insert (3); // помещает 3 в множество s

t. insert (3); // не вставляется, так как в множестве t уже есть 3 s.erase (2); // в s нет такого элемента

t. erase (5); // t теперь содержит 2, 3, 7

Адаптеры контейнеров

Классы адаптеров контейнеров - это контейнерные классы, которые изменяют имеющиеся контейнеры с тем, чтобы обеспечить иное открытое поведение на основе существующей реализации. Три предлагаемых адаптера

двусторонней очереди. Он нуждается в реализации, поддерживающей операции push, pop, top.

STL: Функции адаптированного стека

Очередь может быть получена из списка или двусторонней очереди. Она нуждается в реализации, поддерживающей операции empty, size, front, back, push_back и pop_front.

STL: Функции адаптированной очереди

Приоритетная очередь может быть адаптирована из вектора или двусторонней очереди. Она нуждается в реализации, поддерживающей операции empty, size, front, push_back и pop_back. Кроме того, приоритетной очереди для ее инстанцирования необходим объект сравнения. Как определено отношением сравнения для приоритетной очереди, верхний элемент - это самый большой элемент.

STL: функции приоритетной очереди

Стек может быть получен, в частности, из реализации vector. Обратите внимание, как ATD из STL заменяет самостоятельно разработанные реализации этих типов.

Пример адаптированного стека из реализации vector. #include <cstdlib>

#include <iostream>

#include <stack>

#include <vector>

#include <string> using namespace std;

int main(int argc, char *argv[]) { stack<string, vector<string> > str_stack;

string poems[3]= {" East-from upper Canada to the deep South\n", " -is

magnificent, and far outshines anything \n", " the Old World has to offer.\n"}; for (int i=0; i<3; ++i)

str_stack.push(poems[i]); while (!str_stack.empty() )

{

cout<<str_stack.top(); str_stack.pop (); }

system("PAUSE"); return EXIT_SUCCESS; }

103

Итераторы

Существует пять типов итераторов: ввода, вывода, прохода вперед, двусторонние и произвольного доступа. Не все типы итераторов могут быть доступны для данного контейнерного класса. Например, итератор произвольного доступа доступен для векторов, но не для отображений.

Итераторы ввода (input iterators ) поддерживают операции равенства, разыменования и автоинкремента. Итераторы, отвечающие этим условиям, могут использоваться для однопроходных алгоритмов, которые читают значения структуры данных в одном направлении. Специальным случаем итератора ввода является istream_iterator.

Итераторы вывода (output iterators ) поддерживает разыменование, допустимое только с левой стороны присваивания, и автоинкремент. Итераторы, отвечающие этим условиям, могут использоваться для однопроходных алгоритмов, которые пишут значения в структуры данных в одном направлении. Специальным случаем итератора вывода является ostream_iterator.

Итераторы прохода вперед (forward iterators ) или однонаправленные итераторы поддерживают все операции итераторов ввода/вывода и, кроме того, позволяют без ограничений применять присваивание. Благодаря этому можно сохранять позицию внутри структуры данных при многократных проходах. Таким образом, с помощью итератора прохода вперед можно написать общий однонаправленный многопроходный алгоритм.

Двусторонние итераторы (bidirectional iterators ) поддерживают все операции итераторов прохода вперед, а также автоинкремент и автодекремент. Таким образом, с помощью двустороннего итератора можно написать общий двунаправленный многопроходной алгоритм.

Итераторы произвольного доступа (random acces iterators) поддерживает все операции двусторонних итераторов, а также арифметические адресные операции, такие как индексирование. Кроме того, итераторы произвольного доступа поддерживают операции сравнения. Таким образом, с помощью итераторов произвольного доступа можно написать такие алгоритмы, как quicksort (быстрая сортировка), которые требуют эффективного произвольного доступа.

Контейнерные классы и алгоритмы определяют выбор категории доступного или необходимого итератора. Так, векторный контейнер допускает итераторы произвольного доступа, а список нет. Сортировка обычно нуждается в итераторе произвольного доступа, а для поиска нужен лишь итератор ввода.

104

Итераторы istream_iterator и ostream_iterator

Итератор istream_iterator происходит от итератора ввода и работает исключительно с чтением из потоков. Итератор ostream_iterator происходит от итератора вывода и работает исключительно с записью в потоки.

Пример программы использования istream_iterator и ostream_iterator. В программе создается вектор, состоящий из пяти элементов. Затем в эти элементы вводятся значения, вычисляется их сумма и сумма отображается на экране. Шаблон для istream_iterator инстанцируется как <тип, расстояние > . Это расстояние обычно задается как ptrdiff_t, это целый тип, представляющий разницу между двумя значениями указателей.

#include <cstdlib> #include <iostream>

#include <iterator>

#include <vector> using namespace std;

int main(int argc, char *argv[]) { vector<int> d(5); int sum; cout<<"Enter first"<<endl; //istream_iterator<int, ptrdiff_t> in(cin); istream_iterator<int> in(cin); ostream_iterator<int> out(cout, "\t"); sum=d[0]=*in; //enter first number

cout << "Enter 4 number " << endl; for ( int i=1; i<5; ++i)//enter other {

system("PAUSE"); return EXIT_SUCCESS; }

Адаптеры итераторов

Итераторы могут быть адаптированы для обеспечения обратного просмотра и просмотра со вставкой

Обратные итераторы (Reverse iterators)

Двунаправленные итераторы и итераторы произвольного доступа имеют соответствующие адаптеры обратных итераторов, которые выполняют итерации через структуру данных в противоположном направлении.Они имеют те же самые сигнатуры, как и соответствующие итераторы. Фундаментальное соотношение между обратным итератором и его соответствующим итератором i установлено тождеством

&*(reverse_iterator(i)) == &*(i - 1).

105

Это отображение продиктовано тем, что, в то время как после конца массива всегда есть указатель, может не быть допустимого указателя перед началом массива.

Итераторы вставки (Insert iterators)

Чтобы было возможно иметь дело с вставкой таким же образом, как с записью в массив, в библиотеке обеспечивается специальный вид адаптеров итераторов, называемых итераторами вставки (insert iterators). С обычными классами итераторов: while (first != last) *result++ = *first++;

вызывает копирование диапазона [first, last) в диапазон, начинающийся с result. Тот же самый код с result, являющимся итератором вставки, вставит соответствующие элементы в контейнер. Такой механизм позволяет всем алгоритмам копирования в библиотеке работать в режиме вставки (insert mode) вместо обычного режима наложения записей.

В следующем примере для прохода по последовательности использован обратный итератор.

#include <cstdlib> #include <iostream>

# include <vector> using namespace std;

template <class ForwIter>

void print(ForwIter first, ForwIter last, const char * str) { cout<<str<<endl;

while (first!=last) cout<<(*first++) <<'\t'; cout<<endl; }

int main(int argc, char *argv[]) {

int data[4]={ 5,2,7,11}; vector<int> d(data, data+4); vector<int>::reverse_iterator rp=d.rbegin();

print(d.begin(), d.end(), "Initial"); print (rp, d.rend(), "Turned"); system("PAUSE"); return EXIT_SUCCESS; }

106

Алгоритмы

Библиотека алгоритмов STL содержит четыре категории алгоритмов:

•алгоритмы сортировки;

•не изменяющие последовательность алгоритмы;

•изменяющие последовательность алгоритмы;

•численные алгоритмы.

Эти алгоритмы обычно используют итераторы для доступа к контейнерам, инстанцированным заданным типом. Полученный код может состязаться в эффективности со специально созданным кодом.

Алгоритмы сортировки

Алгоритмы сортировки включают общую сортировку, слияние, лексикографическое сравнение, перестановку, двоичный поиск и некоторые сходные операции. Эти алгоритмы имеют версии, использующие либо operator<(), либо объект Compare. Часто они нуждаются в итераторе произвольного доступа. Например, библиотечный прототип для алгоритма сортировки:

template <class RanAcc>

void sort (RandAcc b, RandAcc d);

Здесь итератор RandAcc должен быть итератором произвольного доступа. Пример программы, выполняющей сортировку в массиве

#include <cstdlib> #include <iostream>

# include <iterator> using namespace std;

int main(int argc, char *argv[]) {

int array[] = { 1, 50, -10, 11, 42, 19 };

int count = sizeof (array) / sizeof (array[0]); ostream_iterator <int> iter (cout, " ");

107

Не изменяющие последовательность алгоритмы

Неизменяющие алгоритмы не модифицируют содержимое контейнеров, с которыми они работают. Типичная подобная операция – поиск в контейнере конкретного элемента и возвращение его позиции.

template <class InputIterator, class T>

InputIterator find(InputIterator first, InputIterator last, const T& value); template <class InputIterator, class Predicate>

InputIterator find_if(InputIterator first, InputIterator last, Predicate pred);

find возвращает первый итератор i в диапазоне [first, last), для которого соблюдаются следующие соответствующие условия: *i == value, pred (*i) == true. Если такой итератор не найден, возвращается last. Соответствующий предикат применяется точно find(first, last, value) - first раз.

В следующей программе используется библиотечная функция find_if ( ) для обнаружения элемента по заданному условию. В данном случае в качестве условия передается указатель на функцию, которая возвращает истину, если число делится на три без остатка.

IntVec::iterator iter;

iter = find_if (v.begin (), v.end (), div_3); if (iter != v.end ())

cout << "Value " << *iter << " at offset " << (iter - v.begin ()) << " is divisible by 3" << endl;

108

system("PAUSE");

return EXIT_SUCCESS; }

Изменяющие последовательность алгоритмы

Изменяющие алгоритмы могут модифицировать содержимое контейнеров, с которыми они работают. Типичная подобная операция - это обращение содержимого контейнера.