Д. Стефенс - C++. Сборник рецептов

• Название: C++. Сборник рецептов
• Автор: Д. Стефенс
• Издательство: КУДИЦ-ПРЕСС
• Жанр: Программирование
• Год: 2007
• ISBN: 5-91136-030-6

Данная книга написана экспертами по C++ и содержит готовые рецепты решения каждодневных задач для программистов на С++. Один из авторов является создателем библиотеки Boost Iostreams и нескольких других библиотек C++ с открытым исходным кодом. В книге затрагивается множество тем, вот лишь некоторые из них: работа с датой и временем; потоковый ввод/вывод; обработка исключений; работа с классами и объектами; сборка приложений; синтаксический анализ XML-документов; программирование математических задач. Читатель сможет использовать готовые решения, а сэкономленное время и усилия направить на решение конкретных задач.

---

Также табл 6.1 показывает разницу в поведении между map и multimap.

Если operator[] вам не подходит, т.е. другой способ найти ключ в map. Для этого можно использовать метод find.

map<string, string>::const_iterator p

 = strMap.find("Thursday");

if (p != strMap.end())

 cout << "Thursday = " << p->second << endl;

Но не забудьте, что при использовании multimap не гарантируется, что возвращаемый элемент будет первым элементом с ключом, равным искомому. Если нужен первый элемент, чей ключ не меньше определенного значения или не больше определенного значения, используйте lower_bound или upper_bound. lower_bound возвращает итератор, указывающий на первую пару ключ/значение, равную или большую, чем аргумент key_type. Другими словами, если ваш map содержит дни недели, как в примере 6.6, следующий код вернет итератор, который указывает на пару, содержащую "Friday" и "Freitag".

p = strMap.lower_bound("Foo");

if (p != strMap.end())

 cout << p->first << " = " << p->second << endl;

Это происходит благодаря тому, что первый ключ больше или равен "Foo". upper_bound работает аналогично, но с противоположным условием.

В начале этого обсуждения я упоминал, что элементы в map хранятся в отсортированном по ключам порядке, так что при переборе от begin до end каждый элемент будет «больше», чем предшествующий (а в multimap — больше или равен ему) Но при использовании более сложных ключей, чем string или числа, может потребоваться указать, как при вставке элементов в отображение следует сравнивать ключи.

По умолчанию ключи хранятся с помощью стандартного функтора less (объявленного в <functional>). less — это двоичная функция (принимает два аргумента одинакового типа), которая возвращает bool, указывающий на то, больше ли первый аргумент, чем второй, или нет. Другими словами, less(a, b) возвращает a < b. Если это не то, что вам требуется, создайте свой собственный функтор и объявите map с его помощью. Например, если в качестве ключа используется объект Person и каждый Person имеет имя и фамилию, то может потребоваться сравнивать фамилии и имена. Пример 6.7 показывает способ сделать это.

Пример 6.7. Использование собственного функтора сортировки

#include <iostream>

#include <map>

#include <string>

using namespace std;

class Person {

 friend class PersonLessThan;

public:

 Person(const string& first, const string& last) :

  lastName_(last), firstName_(first) {}

 // ...

 string getFirstName() const {return(firstName_);}

 string getLastName() const {return(lastName_);}

private:

 string lastName_;

 string firstName_;

};

class PersonLessThan {

public:

 bool operator()(const Person& per1,

  const Person& per2) const {

  if (per1.lastName_ < per2. lastName_)      // Сравнить фамилии,

   return(true);                             // а затем

  else if (per1.lastName_ == per2.lastName_) // имена

   return(per1.firstName_ < per2.firstName_);

  else

   return(false);

 }

};

int main() {

 map<Person, string, PersonLessThan> personMap;

 Person per1("Billy", "Silly"),

  per2("Johnny", "Goofball"),

  per3("Frank", "Stank"),

  реr4("Albert", "Goofball");

 personMap[per1] = "cool";

 personMap[per2] = "not cool";

 personMap[per3] = "not cool";

 personMap[per4] = "cool";

 for (map<Person, string, PersonLessThan>::const_iterator p =

  personMap.begin(); p != personMap.end(); ++p) {

  cout << p->first.getFirstName() << " " << p->first.getLastName()

   << " is " << p->second << endl;

 }

}

map — это прекрасный способ хранить пары ключ/значение. После того как вы поймете поведение его частей, таких как operator[] и хранение данных (в виде объектов pair<Key, Value>), map предоставит простоту в использовании и высокую производительность.

Смотри также

Рецепт 6.7.

6.7. Использование хеш-контейнеров

Проблема

Требуется сохранить ключи и значения, обеспечив постоянное время доступа к элементам, и не требуется хранения элементов в упорядоченном виде.

Решение

Используйте один из связанных с хешами контейнеров — hash_map или hash_set. Однако помните, что они не входят в число стандартных контейнеров, определяемых стандартом С++, а представляют собой расширения, включаемые большинством реализаций стандартной библиотеки. Пример 6.8 показывает, как использовать hash_set.

Пример 6.8. Хранение строк в hash_set

#include <iostream>

#include <string>

#include <hash_set>

int main() {

 hash_set<std::string> hsString;

 string s = "bravo";

 hsString.insert(s);

 s = "alpha";

 hsString.insert(s);

 s = "charlie";

 hsString.insert(s);

 for (hash set<string>::const_iterator p = hsString.begin();

  p != hsString.end(); ++p)

  cout << *p << endl; // заметьте, что здесь не гарантируется хранение

                      // в упорядоченном виде

}

Обсуждение

Контейнеры, основанные на хешах, — это популярные во всех языках структуры данных, и прискорбно, что стандарт C++ не требует их реализации. Однако если требуется использовать хеш-контейнер, то не все потеряно: высока вероятность, что используемая вами реализация стандартной библиотеки содержит hash_map и hash_set, но тот факт, что они не стандартизованы, означает, что их интерфейсы могут отличаться от одной реализации стандартной библиотеки к другой. Я опишу хеш-контейнеры, которые поставляются в составе реализации стандартной библиотеки STLPort.

STLPort — это свободно распространяемая переносимая реализация стандартной библиотеки, существующая уже довольно длительное время и предоставляющая хеш-контейнеры. При использовании другой библиотеки интерфейс может быть другим, но общая идея будет той же самой.

Главной особенностью хеш-контейнеров (называемых во многих книгах по ассоциативными хеш-контейнерами) является то, что они в общем случае предоставляют постоянное время поиска, вставки и удаления элементов, а в худшем случае эти операции имеют линейное время. Ценой постоянного времени выполнения этих операций является то, что в хеш-контейнере они хранятся в неупорядоченном виде, как в map.

Посмотрите на пример 6.8. Использование хеш-контейнера (в данном случае hash_set) довольно просто — объявите его как большинство других контейнеров и начните вставлять в него элементы.

hash_set<string> hsString; // hash_set строк

string s = "bravo";

hsString.insert(s); // Вставка копии s

Использование hash_map аналогично, за исключением того, что требуется, как минимум, указать типы данных используемых ключей и значений. Это аналогично map.

hash_map<string, string>

hmStrings; // Отображение строк на строки

string key = "key";

string val = "val";

hmStrings[key] = val;

Это только основы использования хеш-контейнеров. Также имеется набор параметров шаблона, которые позволяют указать используемую хеш-функцию, функцию, проверяющую ключи на эквивалентность, и объект, используемый для распределения памяти. Я опишу их немного позже.

В большинстве библиотек есть четыре хеш-контейнера, и они похожи на другие ассоциативные контейнеры стандартной библиотеки (т.е. map и set). Это hash_map, hash_multimap, hash_set и hash_multiset. хеш-контейнеры реализуются с помощью хеш- таблицы. Хеш-таблица — это структура данных, которая обеспечивает постоянное время доступа к элементам, используя для этого хеш-функцию перехода к месту, близкому к хранению искомого объекта, а не проход по древовидной структуре. Разница между hash_map и hash_set состоит в том, как данные хранятся в хеш-таблице.

Объявления контейнеров, использующих хеш-таблицу, в STLPort выглядят так.

hash_map<Key,             // Тип ключа

 Value,                   // Тип значения,

                          // связанного с ключом

 HashFun = hash<Key>,     // Используемая хеш-функция

 EqualKey = equal_to<Key> // Функция, используемая для

                          // проверки равенства ключей

 Alloc = alloc>;          // Используемый распределитель памяти

hash_set<Key,              // Тип ключа

 HashFun = hash<Key>,      // Используемая хеш-функция

 EqualKey = equal_to<Key>, // Функция, используемая для

                           // проверки равенства ключей