Строки n С не содержит стандартного типа данных

Строки n. С++ не содержит стандартного типа данных «строка» . Он поддерживает массивы char, завершённые нуль-символом. Заголовочный файл () описывает функции, работающие с такими массивами. n. Работа с такими массивами и функциями эффективна, но небезопасна, т. к. выходы за границы строк не ипроверяются. n. Тип данных string стандартной библиотеки лишён этих недостатков, но может проигрывать в эффективности. n. Для использования класса необходимо подключить к программе заголовочный файл . n. Длина строки в string изменяется динамически по потребности 1

Конструкторы и присваивание строк В классе string определено несколько конструкторов: string(); //создаётся пустой объект string(const char *); /*создаёт объект string на основе строки старого стиля */ string(const char *, int n); /* создаёт объект типа string и записывает туда n символов из строки*/ string(string &); // конструктор копирования string s 1; string s 2(“Вася”); string s 3(s 2); 2

В классе string определены 3 операции присваивания: string& operator=(const string& str); string& operator=(const char* s); string& operator=(char c); s 2 = s 3; s 1 = “Вася”; s 1 = ‘X’; 3

Операции = + == != < <= n n присваивание конкатенация равенство неравенство меньше или равно > >= [] << >> += больше или равно индексация вывод ввод добавление Для строк типа string не соблюдается соответствие между адресом первого элемента строки и именем. Кроме операции индексации, для доступа к элементу строки определена функция at: string s(“Вася”); cout << s. at(1); // Выведется символ ‘а’ 4

Функции Присваивание части одной строки другой: assign(const string& str); assign(const string& str, size_type pos, size_type n); assign(const char* s, size_type n); Добавление части одной строки к другой: append(const string& str); append(const string& str, size_type pos, size_type n); append(const char* s, size_type n); 5

Вставка в одну строку части другой строки: insert(size_type pos 1, const string& str); insert(size_type pos 1, const string& str, size_type pos 2, size_type n); insert(size_type pos, const char* s, size_type n); Удаление части строки: erase(size_type pos = 0, size_type n = npos); Обмен содержимого двух строк: swap(string& s); самое большое положительное число типа size_type 6

Выделение части строки : string substr(size_type pos = 0, size_type n = npos) const; Преобразование string в строки старого стиля: const char* c_str() const; const char* data() const; (data не добавляет в конец строки нуль-символ) Функция copy копирует в массив s n элементов вызывающей строки, начиная с позиции pos. Нуль-символ в результирующий массив не заносится: size_type copy(char* s, size_type n, size_type pos = 0) const; 7

Пример #include #include using namespace std; int main (){ string s 1("прекрасная королева"), s 2("ле"), s 3("корова"); cout << "s 3= " << s 3. insert(4, s 2) << endl; cout << "s 3= " << s 3. insert(7, "к") << endl; s 1. erase(0, 3); cout << "s 1= " << s 1. erase(12, 2) << endl; cout << "s 1= " << s 1. replace(0, 3, s 3, 4, 2) << endl; } s 3= королева s 3= королевка s 1= красная корова s 1= лесная корова 8

Поиск подстрок size_type find(const string& str, size_type pos = 0) const; size_type find(char c, size_type pos = 0) const; size_type rfind(const string& str, size_type pos = npos) const; size_type rfind(char c, size_type pos = npos) const; size_type find_first_of(const string& str, size_type pos = 0) const; size_type find_first_of(char c, size_type pos = 0) const; size_type find_last_of(const string& str, size_type pos = npos) const; size_type find_last_of(char c, size_type pos = npos) const; size_type find_first_not_of(const string& str, size_type pos = 0) const; size_type find_first_not_of(char c, size_type pos = 0) const; size_type find_last_not_of(const string& str, size_type pos = npos) const; size_type find_last_not_of(char c, size_type pos = npos) const; 9

Пример char Get. Column() { string good. Char = "ABCDEFGH"; char symb; cout << "Введите обозначение колонки: "; while (1) { cin >> symb; if (-1 == good. Char. find(symb)) { cout << "Ошибка. Введите корректный символ: n"; break; } return symb; } } 10

Сравнение частей строк Для сравнения строк целиком применяются перегруженные операции отношения, а если требуется сравнивать части строк, используется функция compare: int compare(const string& str) const; int compare(size_type pos 1, size_type n 1, const string& str, size_type pos 2, size_type n 2) const; Аналогичные формы функций существуют и для сравнения строк типа string со строками старого стиля. 11

Получение характеристик строк size_type size() const; // Количество элементов строки size_type length() const; // Количество элементов строки size_type max_size() const; // Максимальная длина строки size_type capacity() const; // Объем памяти, занимаемый строкой bool empty() const; // Истина, если строка пустая 12

Контейнерные классы n. Это классы, предназначенные для хранения структурированных данных (массивов, линейных списков и т. д. ). n. Для каждого типа контейнера определены методы для работы с его элементами вне зависимости от типа данных (шаблоны классов). n. STL – стандартная библиотека шаблонов – содержит контейнерные классы, алгоритмы и итераторы. 13

Использование контейнеров позволяет повысить надёжность программ, их переносимость и универсальность, уменьшить сроки разработки. n Недостатки: снижение быстродействия программ. n 14

Типы контейнеров n n Контейнеры: последовательные и ассоциативные. Последовательные обеспечивают хранение конечного количества однотипных величин в виде непрерывной последовательности: векторы (vector), двусторонние очереди (deque) и списки (list), а также адаптеры (варианты) контейнеров — стеки (stack), очереди (queue) и очереди с приоритетами (priority_queue). Ассоциативные контейнеры обеспечивают быстрый доступ к данным по ключу. Построены на основе сбалансированных деревьев: словари (map), словари с дубликатами (multimap), множества (set), множества с дубликатами (multiset) и битовые множества (bitset). Программист может создавать собственные контейнерные классы. 15

STL определяется в 13 заголовочных файлах: algorithm deque functional iterator list map memory numeric queue set stack utility vector 16

Пример #include #include using namespace std; int main(){ ifstream in ("inpnum. txt"); vector v; // deque, list int x; while ( in >> x ) v. push_back(x); for (vector: : iterator i = v. begin(); i != v. end(); ++i) cout << *i << " "; /*for (int i = 0; i

Поля контейнерных классов value_type size_type iterator const_iterator - Тип элемента контейнера Тип индексов элементов и т. д. Итератор Константный итератор reverse_iterator - Обратный итератор const_reverse_iterator - Константный обратный итератор reference const_reference key_type key_compare - Тип - Ссылка на элемент - Константная ссылка на элемент - Тип ключа (для асс. контейнеров) критерия сравнения (для асс. конт. ) 18

Итераторы Итератор является аналогом указателя на элемент. Он используется для просмотра контейнера. Все, что требуется от итератора — уметь ссылаться на элемент контейнера и реализовывать операцию перехода к его следующему элементу. Константные итераторы используются тогда, когда значения соответствующих элементов контейнера не изменяются. При помощи итераторов можно просматривать контейнеры, не заботясь о фактических типах данных, используемых для доступа к элементам. Для этого в каждом контейнере определено несколько методов: 19

Методы-итераторы iterator begin() const_iterator begin() const Указывают на первый элемент iterator end() const_iterator end() const Указывают на элемент, следующий за последним reverse_iterator rbegin() const_reverse_iterator rbegin() const Указывают на первый элемент в обратной последовательности reverse_iterator rend() const_reverse_iterator rend() const Указывают на элемент, следующий за последним, в обратной последовательности 20

Итераторы n n n Для того, чтобы можно было реализовать алгоритмы, корректно и эффективно работающие с данными различной структуры, стандарт определяет не только интерфейс, но и требования ко времени доступа с помощью итераторов. Поскольку итератор является обобщением понятия «указатель» , семантика у них одинаковая, и все функции, принимающие в качестве параметра итераторы, могут также работать и с обычными указателями. В стандартной библиотеке итераторы используются для работы с контейнерными классами, потоками и буферами потоков. В итераторах используются понятия «текущий указываемый элемент» и «указать на следующий элемент» . Доступ к текущему элементу последовательности выполняется аналогично указателям с помощью операций * и ->. Переход к следующему элементу — с помощью операции инкремента ++. Для всех итераторов определены также присваивание, проверка на равенство и неравенство. 21

Итераторы В соответствии с набором обеспечиваемых операций итераторы делятся на пять категорий. Операции обеспечиваются за постоянное время. Категория итератора Допустимые операции Контейнеры входной (input) x = *i все выходной (output) *i = x все прямой (forward) x = *i, *i = x все двунаправленный (bidirectional) x = *i, *i = x, --i, i-- все произвольного доступа (random access) x = *i, *i = x, --i, i-i + n, i – n, i += n, i -= n i < j, i > j, i <= j, i >= j все, кроме list 22

Итераторы Итератор может быть действительным (когда он указывает на какой-либо элемент) или недействительным. Итератор может стать недействительным в следующих случаях: n итератор не был инициализирован; n контейнер, с которым он связан, изменил размеры или уничтожен; n итератор указывает на конец последовательности. Конец последовательности представляется как указатель на элемент, следующий за последним элементом последовательности. Этот указатель всегда существует. 23

Методы получения размера контейнера size() Число элементов max_size() Максимальный размер контейнера (порядка 1 миллиарда элементов) empty() Булевская функция, показывающая, пуст ли контейнер 24

Последовательные контейнеры vector deque list Операция Метод vector deque list Вставка в начало Удаление из начала Вставка в конец Удаление из конца Вставка в произв. Удал. из произв. Произв. доступ push_front pop_front push_back pop_back insert erase [ ], at + + (+) (+) + + + + + 25

n n n Вектор — структура, эффективно реализующая произвольный доступ к элементам, добавление в конец и удаление из конца. Двусторонняя очередь эффективно реализует произвольный доступ к элементам, добавление в оба конца и удаление из обоих концов. Список эффективно реализует вставку и удаление элементов в произвольное место, но не имеет произвольного доступа к своим элементам. 26

Примеры конструкторов // Создается вектор из 10 равных единице элементов: vector v 2 (10, 1); // Создается вектор, равный вектору v 1: vector v 4 (v 1); // Создается вектор из двух элементов, равных первым двум элементам v 1: vector v 3 (v 1. begin(), v 1. begin() + 2); // Создается вектор из 10 объектов класса monstr // (работает конструктор по умолчанию): vector m 1 (10); // Создается вектор из 5 объектов класса monstr с заданным именем (работает конструктор с параметром char*): vector m 2 (5, monstr(“Вася”)); 27

Присваивание, доступ к элементам В шаблоне vector определены операция присваивания и функция копирования assign: vector v 1, v 2; // Первым 10 элементам вектора v 1 присваивается 1: v 1. assign(10, 1); // Первым 3 элементам v 2 присваиваются v 1[5], v 1[6], v 1[7]: v 2. assign(v 1. begin() + 5, v 1. begin() + 8); v 1 = v 2; for (int i = 0; i

Методы для изменения, сравнение vector v(2), v 1(3, 9); v. front() = 100; v. back() = 100; int m[3] = {3, 4, 5}; v. insert(v. begin(), m, m + 3); // Содержимое v: 3 4 5 100 v 1. insert(v 1. begin() + 1, v. begin() + 2); // Содержимое v 1: 9 3 4 9 9 v. erase(v. begin()); // Содержимое v: 4 5 100 Для векторов определены операции сравнения = =, !=, <, >, <= и >=. Два вектора считаются равными, если равны их размеры и все соответствующие пары 29 элементов.

Пример использования алгоритмов //#include using namespace std; class In_10_50{ public: bool operator()(int x) {return x > 10 && x < 50; }}; int main(){ ifstream in ("inpnum"); vector v; int x; while ( in >> x) v. push_back(x); for (int i = 0; i

Функциональные объекты n n n Функциональным объектом называется класс, в котором определена операция вызова функции Чаще всего эти объекты используются в качестве параметров стандартных алгоритмов для задания пользовательских критериев сравнения объектов или способов их обработки. Функциональные объекты стандартной библиотеки описаны в заголовочном файле . Объекты, возвращающие значения типа bool, называются предикатами. Адаптером функции называют функцию, которая получает в качестве аргумента функцию и конструирует из нее другую функцию. На месте функции может быть также функциональный объект. Стандартная библиотека содержит описание нескольких типов адаптеров: n n связыватели для использования функционального объекта с двумя аргументами как объекта с одним аргументом; отрицатели для инверсии значения предиката; адаптеры указателей на функцию; адаптеры методов для использования методов в алгоритмах. 31

Арифметические функциональные объекты Имя plus Тип Резу ль тат бинарны x + y й minus бинарны x – y й multi бинарны x * y pli й es divide бинарны x / y s й modul бинарны x % y us й 32

Предикаты Имя Тип Резу ль тат equal_to бинарны x == y й not_equ бинарны x != y al_to й greater бинарны x > y й less бинарны x < y й greater_ бинарны x >= y equal й 33

Пример применения адаптера функции #include #include #include using namespace std; struct A{ int x, y; }; bool lss(A a 1, A a 2){return a 1. x < a 2. x; } int main(){ A ma[5] = {{2, 4}, {3, 1}, {2, 2}, {1, 2}}; A elem = {3, 0}; cout << count_if(ma, ma + 5, bind 2 nd(ptr_fun(lss), elem)); return 0; } связыватель 34

Пример работы со списком #include #include using namespace std; void show (const char *str, const list &L) { cout << str << ": " << endl; for (list: : const_iterator i = L. begin(); i != L. end(); ++i) cout << *i << " "; cout << endl; } 35

int main(){ list L; list: : iterator i; int x; ifstream in("inpnum"); while ( in >> x) L. push_back(x); show("Исходный список", L); L. push_front(1); i = L. begin(); L. insert(++i, 2); show("После вставки 1 и 2 в начало", L); Исходный список: 56 34 54 0 76 23 51 11 76 88 После вставки 1 и 2 в начало: 1 2 56 34 54 0 76 23 51 11 76 88 36

После вставки 100 i = L. end(); перед последним: L. insert(--i, 100); show("После вставки 100 перед 1 2 56 34 54 0 76 последним", L); 23 51 11 76 i = L. begin(); x = *i; 100 88 L. pop_front(); cout << "Удалили из начала" << x Удалили из начала << endl; 1 i = L. end(); x = *--i; Удалили из конца L. pop_back(); cout << "Удалили из конца" << x 88 << endl; Список после show("Список после удаления", удаления: L); 2 56 34 54 0 76 23 37 51 11 76 100

L. remove(76); show("После удаления элементов со значением 76", L); L. sort(); show("После сортировки", L); L. unique(); show("После unique", L); list L 1 (L); L. reverse(); show("После reverse", L); } После удаления элементов со значением 76: 2 56 34 54 0 23 51 11 100 После сортировки: 0 2 11 11 23 34 51 51 54 56 100 После unique: 0 2 11 23 34 51 54 56 100 После reverse: 100 56 54 51 34 23 11 2 0 38

priority_queue #include #include #include #include using namespace std; int main(){ priority_queue , less > P; int x; P. push(13); P. push(51); P. push(200); P. push(17); while (!P. empty()){ x = P. top(); cout << ” Выбран: " << x; P. pop(); } } Выбран: 200 Выбран: 51 Выбран: 17 Выбран: 13 39

Ассоциативные контейнеры Существует пять типов ассоциативных контейнеров: словари (map), словари с дубликатами (multimap), множества (set), множества с дубликатами (multiset) и битовые множества (bitset). Словари часто называют также ассоциативными массивами или отображениями. Словарь построен на основе пар значений, первое из которых представляет собой ключ для идентификации элемента, а второе — собственно элемент. 40

#include #include #include #include

m 1["Petya P. "] = 2134622; // Дополнение словаря map_sl : : iterator i; cout << "m 1: " << endl; // Вывод словаря for (i = m 1. begin(); i != m 1. end(); i++) cout << (*i). first << " " << (*i). second << endl; i = m 1. begin(); i++; cout << “Второй элемент: “; cout << (*i). first << " " << (*i). second << endl; // Вывод элемента по ключу: cout << “Vasia: ” << m 1[“Vasia”] << endl; getline(cin, str); if (m 1. find(str) != m 1. end()) cout << m 1 [str]; else{ cout << (*m 1. upper_bound(str)). first << " " ; cout << (*m 1. lower_bound(str)). first; return 0; } 42

Пример использования контейнеров Программа формирует указатель для заданного текcтового файла: #include #include #include #include #include

bool wordread(ifstream &in, string &word, int &num){ char ch; for (; ; ){ // Пропуск до первой буквы: in. get(ch); if (in. fail()) return false; if (isalpha(ch) || ch == '_') break; if (ch == 'n') num++; } word = ""; do{ // Поиск конца слова: word += tolower(ch); in. get(ch); }while (!in. fail() && (isalpha(ch) || ch == '_')); if (in. fail()) return false; in. putback(ch); // Если символ - 'n' return true; } 44

int main(){ map_ss m; map_ss: : iterator im; set_i: : iterator is, isbegin, isend; string word; int num = 1; ifstream in ("some_file"); while (wordread(in, word, num)){ im = m. find(word); if (im == m. end()) im = m. insert(map_ss: : value_type(word, set_i())). first; (*im). second. insert(num); } 45

for (im = m. begin(); im != m. end(); im++){ cout << setiosflags(ios: : left) << setw(15) << (*im). first. c_str(); isbegin = (*im). second. begin(); isend = (*im). second. end(); for (is = isbegin; is != isend; is++) cout << " " << *is; cout << endl; } return 0; } 46