PB161 Programování v jazyku C++

Transkript

1 PB161 Programování v jazyku C++ Textové řetězce (2. část) Vstupy a výstupy STL Základ (0. část) Manipulátory Kontejnery Iterátory Algoritmy

2 Řetězce ve stylu C++ Používá se třída string. Řetězec ve stylu C++ již není obyčejné pole znaků, je to objekt. Definována řada operátorů ==,!=, <, >, <=, >=, +, <<, >>, =, [] Definována řada metod append(), at(), begin(), c_str(), clear(), compare(), empty(), end(), erase(), find(), find_first_of, getline(), length(), push_back, replace(), substr(),

3 Řetězce ve stylu C++ (2) string s = "Ahoj jak se mas"; append() s.append("012345", 1,3); s obsahuje Ahoj jak se mas123 s.append(5, '#'); s obsahuje Ahoj jak se mas##### clear(), empty(), erase() s.empty() // false s.erase(3,3); s obsahuje Ahoak se mas s.clear(); s.empty() // true

4 Řetězce ve stylu C++ (3) string s = "Ahoj jak se mas"; find(), find_first_of(), find_first_not_of() s.find("jak") // 5 s.find("ada") == string::npos // true s.find("ada") >= s.length() // true int(string::npos) // 1 s.find_first_of("*jas") // 3 s.find_first_not_of("*jas") // 0 replace() s.replace(0, 4, "Zdarec,"); s obsahuje Zdarec, jak se mas

5 Vstupy, výstupy ios_base istream ostream istream vstupní operace, např. >> ostream instance: cin výstupní operace, např. << iostream instance: cout, cerr, clog instance cin, cout, definovány v <iostream>

6 Vstupy, výstupy manipulátory Hlavičkový soubor <iomanip> Vkládají se mezi operátory vstupu a výstupu (dojde k volání funkce). cout<<" "<<setw(10)<<"ahoj"<<" "<<endl; vypíše ahoj Prototyp jednoduchého manipulátoru ostream& manipulator (ostream&); Většina manipulátorů má platnost až do změny nastaví stav proudu (neplatí pro setw)

7 Vstupy, výstupy manipulátory (2) boolalpha/noboolalpha true, false / 1,0 left/right zarovnání vlevo/zarovnání vpravo cout<<left<<setw(20)<<"ahoj"<<endl<<setw(20)\ <<145<<endl<<right<<setw(20)<<145<<endl; Ahoj

8 Vstupy, výstupy manipulátory (3) fixed scientific oct, hex reálná čísla s pevnou řádovou čárkou reálná čísla ve vědeckém tvaru výstupy budou v osmičkové, šestnáctkové soustavě setbase(n) endl určuje (0, 8, 10, 16) číselnou soustavu zapíše konec řádku ('\n')

9 Vstupy, výstupy manipulátory (4) setprecision(n) přesnost setfill(int n) flush výplňový znak např. u setw(), je li vstup kratší vyprázdní buffer skipws/noskipws přeskakuj/nepřeskakuj bílé znaky

10 Vstupy, výstupy manipulátory (5) skipws/noskipws char c; while (cin >> c) cout <<c; char c; cin>>noskipws; while (cin >> c) cout <<c; ahoj jak se mas ahojjaksemas ahoj jak se mas ahoj jak se mas

11 Vstupy, výstupy (6) Bude se probírat později podrobně Nyní jen krátné info o několika metodách: getline 2x jinak put get peek putback

12 Vstupy, výstupy (7) <string> istream& getline( istream& is, string& s,\ char delimiter = '\n' ); Přečte celý řádek z proudu is a uloží do parametru s. Pracuje s řetězci dle C++ Není nutné uvádět maximální délku řetězce. string s; getline(cin, s); cout << "napsano: " << s << endl;

13 Vstupy, výstupy (8) <fstream> istream& getline( char* buffer,\ streamsize num, char delim ); Přečte nejvýše num 1 znaků a uloží je do buffer = řetězec dle C. Oddělovač není nutno specifikovat (přetíženo). char radek[100]; while(fin.getline(radek, 100)) cout << "precteno: " << radek << endl;

14 Vstupy, výstupy (9) <fstream> ostream& put( char ch ); vloží znak do výstupního proudu istream& get( char& ch ); přečte z proudu znak a uloží do ch mnohonásobně přetížen int peek(); podívá se a vrátí další znak bez destruktivního čtení istream& putback( char ch ); vrátí do vstupního proudu přečtený znak

15 STL Standard Template Library Obsahuje šablony kontejnerů, iterátorů, funkcí (algoritmy) pomocné třídy páry, alokátory, komparátory Objekty STL jsou značně parametrizovatelné. Široce používané, urychluje práci. Často logaritmický čas hledání, nlog(n) třízení. Standardizováno, přenositelné.

16 Kontejner Datová struktura, do/ze které lze ukládat/číst data. Čtění dat může odpovídat jistým pravidlům. Např. seznam, pole, strom, množina, Kontejner s pořadím označujeme jako posloupnost. Lineární spojový seznam každý prvek má svého předchůdce a následníka

17 Iterátor Objekt, zapouzdřený ukazatel do prvků kontejneru. Index pole je taková neobjektová varianta iterátoru. Dáme li dohromady index do pole, metody (funkce) pro dopředný a zpětný krok, dostaneme (+ ) iterátor. Některé iterátory mají omezený pohyb dopředný (operace ++, lineární seznam a >b >c >...) zpětný (operace ) obousměrný (operace ++,, např. a< >b< >c< >...) náhodný přístup (operace [], např. pole),...

18 STL kontejnery vector list queue stack zobecněné pole obousměrný seznam fronta deque dvoustranná fronta priority_queue zásobník fronta se seřazenými prvky

19 STL kontejnery (2) set map množina multiset valarray množina s více opakujícími se prvky asociativní pole multimap asociativní pole s opakujícími se dvojicemi klíč, hodnota optimální jednorozměrné pole pro matematické operarace

20 STL kontejner vektor <vector> Zobecnění klasického pole [], at() efektivní vkládání na konec vektoru efektivní náhodný přístup neefektivní vkládání doprostřed indexace, přímý (náhodný) přístup first(), back() insert() reference na první/poslední prvek neefektivní vložení na přesné místo

21 STL kontejner vektor (2) erase() odstraní prvky v rozmezí (předaných iterátorů) push_back() připojí prvek na konec vektoru pop_back() empty() clear() odstraní poslední prvek vektoru zjištění, zda je vektor prázdný vymaže všechny prvky

22 vektor.cc STL kontejner vektor (3), příklad begin(), end() vrací iterátor na první/za poslední prvek rbegin(), rend() vrací reverzní iterátor na poslední / před první prvek for(vector<int>::iterator i = v.begin();\ i!= v.end(); i++) cout << *i << " "; for(vector<int>::reverse_iterator \ i = v.rbegin(); i!= v.rend(); i++) cout << *i << " ";

23 STL kontejner mapa <map> map<k, D, C, A> K typ klíče D typ dat C komparátor (nepoužívá se vždy) A alokátor (nepoužívá se vždy) Asociativní pole (sváže jedinečný klíč s hodnotou datové položky) Udržuje setřízené dle klíče (existují implicitní komparátory, stejně jako alokátory).

24 mapa_basic.cc STL kontejner mapa (2) map<string, int> sez; Vložení prvku sez.insert(pair<string, int>( Petr, 100)); sez[ Petr ] = 100; Nalezení prvku sez.find( Petr ); vrátí iterátor na prvek s klíčem Petr sez.find( Petr )->second == 100 // true sez.find( Slonbidlo ); vrátí iterátor roven sez.end() ukazuje tedy za poslední prvek

25 STL kontejner mapa (3) úkol (tady a teď) Použijte soubor Upravte tak, aby šlo načítat ze vstupu Po CTRL+D vypíše seznam. Zkuste doplnit hledání na vstup přijde jméno a jako výsledek bude hlášení, že neexistuje, nebo rodné číslo.

26 STL kontejner mapa (4) Mírně komplikovanější příklad Ukládáme strukturu tel Klíčem je struktura zaznam Třídíme sestupně dle příjmení a pak dle jména. Úkol Explicitní komprarátor změnit pořadí na vzestupné třízení Kam se poděl druhý Jarda Bayer?

27 Některé další kontejnery (velmi stručně) Zásobník <stack> LIFO last in first out top(), push(), pop(), empty(), size(), ==, < adaptér stack<double, list<int> > zasobnik; implicitně použije oboustrannou frontu

28 Některé další kontejnery (velmi stručně) (2) Množina <set> set<t, C, A> uspořádaný kontejner, každý prvek nejvýše jednou size(), empty(), insert(), clear(), find(), count(), erase() multiset multimnožina, povoluje násobný výskyt prvků v kontejneru stejný hlavičkový soubor množinové operace jsou řešeny jako generické algoritmy set_intersection(), set_difference(), set_union(),...

29 Některé další kontejnery (velmi stručně) (3) Seznam <list> instance se chovají jako obousměrný seznam lze používat obousměrné iterátory umí ++ i podobné metody jako u vektoru splice() přesun prvků jednoho seznamu do druhého unique(), remove_if(), sort(), merge(),... reverse() otočí seznam

30 Některé další kontejnery (velmi stručně) (4) Dvoustranná fronta Fronta <deque> efektivně přidává na obou koncích kontejneru uvnitř lineární časová složitost [], at(), front(), back(), insert(), push_back(), push_front(), pop_back(), pop_front(), clear(), <queue> adaptér queue<int, list<int> > fronta; neuvedeme li, použije se dvoustrannou frontu front(), back(), pop(), push(), empty(), size(), ==, <,...

31 Generické algoritmy <algorithm>, <numeric> STL obsahuje generické algoritmy šablony obyčejných funkcí pracují pomocí iterátorů pracují se všemi (+ ) kontejnery for_each(), find(), find_if(), count(), equal(), copy(), swap(), replace(), replace_if(), fill(), generate(), unique(), reverse(), random_shuffle(), sort(), stable_sort(), partial_sort(), merge(), set_operace(),...

32 Algoritmy, příklad Načteme posloupnost čísel do vektoru. Překopírujeme je do jiného. Setřídíme.

33 Úkol sedlový prvek matice Sedlový prvek matice nejmenší v příslušném řádku největší v příslušném sloupci Max. 8 x 8 matice Řádky ukládat do vektoru Sedlové prvky ukládat do kontejneru pak vypsat