STL. Последовательные контейнеры — различия между версиями

Материал из SEWiki
Перейти к: навигация, поиск
Строка 54: Строка 54:
 
</source>
 
</source>
  
== Итераторы ==
+
=== Итераторы ===
 
При работе с непрерывными массивами мы использовали указатели с операциями <code>*p</code> и <code>++p</code>. У контейнеров для таких целей применяются итераторы.
 
При работе с непрерывными массивами мы использовали указатели с операциями <code>*p</code> и <code>++p</code>. У контейнеров для таких целей применяются итераторы.
 
<source lang="cpp">
 
<source lang="cpp">
Строка 63: Строка 63:
 
</source>
 
</source>
 
Если заменить вектор на другой контейнер, последний цикл будет работать по-прежнему (с учётом того, что такой конструктор есть тольео у вектора).
 
Если заменить вектор на другой контейнер, последний цикл будет работать по-прежнему (с учётом того, что такой конструктор есть тольео у вектора).
 +
 
'''Замечание:''' В условии цикла разумно использовать именно оператор !=, а не <, поскольку последний определён не для всех итераторов.
 
'''Замечание:''' В условии цикла разумно использовать именно оператор !=, а не <, поскольку последний определён не для всех итераторов.
  
== list ==
+
=== list ===
 +
<source lang="cpp">
 +
#incude <list>
 +
std::list<int> l;
 +
l.push_back(7);
 +
//и другие аналогичные методы
 +
</source>
 +
 
 +
=== Использование итераторов ===
 +
Вставка в список производится по итераторам:
 +
<source lang="cpp">
 +
v.insert(v.begin() + 5, 10); //вставить 10 на 5-ю позицию
 +
v.end(); //указывает на элемент после последнего!
 +
</source>
 +
Рассмотрим простой пример:
 +
 
 +
|1|2|3|4|5|6|7|8|9|
 +
 
 +
<code>v.begin() + 5</code> указывает на 6. Если от него получить итератор, который бежит в обратном направлении, он будет указывать на 5. Поэтому итератор удобнее рассматривать как указывающий на промежуток, а не на конкретный элемент.
 +
 
 +
=== Различные замечания ===
 +
# <code>l.size()<//code> в большинстве реализаций работает за О(1).
 +
# В <code>deque</code> удаление и добавление в начало и конец работают за О(1).
 +
# <code>vector</code> не умеет уменьшаться, он только растёт.
 +
<source lang="cpp">
 +
v.clear(); //v.erase(v.begin(), v.end());
 +
//чтобы действительно очистить буфер, надо:
 +
vector<int>().swap(v);
 +
//чтобы заменить, немного иначе:
 +
vector<int>(v).swap(v);
 +
</source>
 +
# При расширении массивов могут возникнуть проблемы, а именно, инвалидация итераторов. Можно использовать:
 +
<source lang="cpp">
 +
v.reserve(100); //зарезервировать размер буфера, равный 100
 +
v.reserve(v.size() + 100);
 +
v.capacity; //размер буфера
 +
</source>
 +
# Инвалидация может так же произойти и при удалении элементов (итератор будет указывать не на тот элемент, который ожидается). Ниже приведены два примера правильной работы с итераторами:
 +
<source lang="cpp">
 +
//удаляем все элементы, кратные 2
 +
for (it = v.begin(); it != v.end(); ) {
 +
  if (*it % 2)
 +
    v.erase(it);
 +
  else
 +
    ++it;
 +
}
 +
//вставим перед элементами, кратными 2, новые элементы, равные 0
 +
for (it = v.begin(); it != v.end(); ++it) {
 +
  if (*it % 2) {
 +
    it = v.insert(it, 0);
 +
    ++it;
 +
  }
 +
}
 +
 
 +
=== string ===
  
 
to be continued...
 
to be continued...

Версия 17:20, 20 марта 2011

Внимание! В лекции могут содержаться ошибки и неточности. Прошу исправлять по мере обнаружения.

Введение в STL

STL - Standart Template Library. Она стандартизированна. Существует несколько реализаций, в том числе:

  • GCC
  • MS
  • STL Port

В неё входят:

  • Контейнеры
  • Итераторы
  • Алгоритмы

Последовательные контейнеры

Ко всем последовательным контейнерам предъявляются общие требования:

  • Copy-constructable (т.е. публичный конструктор копирования).
  • Assignable (т.е. публичный оператор присваивания).
  • Стандартная семантика.

Разновидности

  • vector - массив подряд идущих элементов.
  • list - список взаимосвязанных элеметов.
  • deque - совокупность связанных в список массивов фиксированной длины + индексная таблица.
  • string/wstring - строка.

Для использования этих контейнеров необходимо перед названием типов писать std::.

vector

#include <vector>
using std::vector;
std::vector<int> v;

У шаблона есть и второй параметр - аллокатор. Он отвечает за стратегию распределения памяти. Его использовать не надо!

Основные методы вектора представлены ниже:

v.push_back(13); //добавить элемент к вектору
v.empty(); //вектор пуст?
v.size(); //количество элементов в векторе
v[i]; //обращение к i-му элементу вектора
v.at(i); //то же самое
v.erase(it); //удаление элемента по итератору (о них будет рассказано далее)

Пример хранения структуры графа:

vector<vector<int> > g;

deque

#include <deque>
std::deque<int> d;
d.push_back(10);
d.push_front(7);
// + методы, присущие vector

Итераторы

При работе с непрерывными массивами мы использовали указатели с операциями *p и ++p. У контейнеров для таких целей применяются итераторы.

vector<int> v(100, 0);
vector<int>::iterator it = v.begin();
for (; it != v.end(); ++it)
  *it = 5;

Если заменить вектор на другой контейнер, последний цикл будет работать по-прежнему (с учётом того, что такой конструктор есть тольео у вектора).

Замечание: В условии цикла разумно использовать именно оператор !=, а не <, поскольку последний определён не для всех итераторов.

list

#incude <list>
std::list<int> l;
l.push_back(7);
//и другие аналогичные методы

Использование итераторов

Вставка в список производится по итераторам:

v.insert(v.begin() + 5, 10); //вставить 10 на 5-ю позицию
v.end(); //указывает на элемент после последнего!

Рассмотрим простой пример:

|1|2|3|4|5|6|7|8|9|

v.begin() + 5 указывает на 6. Если от него получить итератор, который бежит в обратном направлении, он будет указывать на 5. Поэтому итератор удобнее рассматривать как указывающий на промежуток, а не на конкретный элемент.

Различные замечания

  1. l.size()<//code> в большинстве реализаций работает за О(1).
  2. В <code>deque удаление и добавление в начало и конец работают за О(1).
  3. vector не умеет уменьшаться, он только растёт.
v.clear(); //v.erase(v.begin(), v.end());
//чтобы действительно очистить буфер, надо:
vector<int>().swap(v);
//чтобы заменить, немного иначе:
vector<int>(v).swap(v);
  1. При расширении массивов могут возникнуть проблемы, а именно, инвалидация итераторов. Можно использовать:
v.reserve(100); //зарезервировать размер буфера, равный 100
v.reserve(v.size() + 100); 
v.capacity; //размер буфера
  1. Инвалидация может так же произойти и при удалении элементов (итератор будет указывать не на тот элемент, который ожидается). Ниже приведены два примера правильной работы с итераторами:
//удаляем все элементы, кратные 2
for (it = v.begin(); it != v.end(); ) {
  if (*it % 2)
    v.erase(it);
  else
    ++it;
}
//вставим перед элементами, кратными 2, новые элементы, равные 0
for (it = v.begin(); it != v.end(); ++it) {
  if (*it % 2) {
    it = v.insert(it, 0);
    ++it;
  }
}

=== string ===

to be continued...