Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

--- cpp:stl:intro [2020/05/28 14:12] – [Κοινές χαρακτηριστικά για όλους τους containers] gthanos
+++ cpp:stl:intro [2023/05/30 18:30] (current) – [Η κλάση Student] gthanos
@@ Line 5: / Line 5: @@
 Βασικό χαρακτηριστικό της //STL// είναι ότι οι κλάσεις (//containers// και //iterators//) και οι συναρτήσεις των αλγορίθμων είναι γενικευμένες, ώστε να μπορούν να εφαρμοστούν με ασφάλεια σε οποιονδήποτε τύπο δεδομένων. Για να το επιτύχουν αυτό, χρησιμοποιούν [[cpp:templates|templates]].
-===== STL Containers =====
+===== Η κλάση Student =====
-Στο παρακάτω διάγραμμα περιέχονται το σύνολο των //containers// που παρέχει η βιβλιοθήκη //STL//.
+Στα παραδείγματα που ακολουθούν  στις επόμενες ενότητες συχνά χρησιμοποιείται η παρακάτω κλάση //Student//.
-{{ :cpp:stl:stl.png?800 |}}
-Οι //containers// της STL διακρίνονται στις εξής κατηγορίες:
-  * **Sequence containers:** Αποθηκεύουν τα δεδομένα σειριακά, οδηγώντας σε χρόνους αναζήτησης γραμμικούς στο μέγεθος του πλήθους των στοιχείων που είναι αποθηκευμένα. Παραδείγματα τέτοιων //containers// είναι
-    * **array:** Πίνακας σταθερού μεγέθους το οποίο προσδιορίζεται κατά τη δήλωση του πίνακα.
-    * **vector:** Πίνακας μεταβλητού μεγέθους. Παρέχει δυνατότητα εισαγωγής στοιχείων σε οποιαδήποτε θέση του πίνακα. Η εισαγωγή/διαγραφή στο/από το τέλος του πίνακα είναι πράξη σταθερού κόστους, ενώ η εισαγωγή σε ή η διαγραφή από ενδιάμεση θέση συνεπάγεται την αντιγραφή των αποθηκευμένων στοιχείων που βρίσκονται μετά από τη συγκεκριμένη εγγραφή κατά μία θέση και είναι ανάλογη του μήκους αυτού.
-    * **dequeue:** Πρόκειται για την γνωστή διπλοουρά που επιτρέπει την γρήγορη ένθεση και διαγραφή από την αρχή και το τέλος της ουράς. Για την εισαγωτή ή διαγραφή από ενδιάμεση θέση απαιτείται η αντιγραφή των στοιχείων που βρίσκονται πριν ή μετά τη συγκεκριμένη θέση κατά μία θέση και όπως και στην κλάση //vector// είναι ανάλογη του μήκους αυτού.
-    * **list:** Πρόκειται για την διπλά συνδεδεμένη λίστα. Η λίστα δίνει την δυνατότητα διάτρεξης της δομής και προς τις δύο κατευθύνσεις, την εισαγωγή σε συγκεκριμένη θέση ή την διαγραφή στοιχείου από συγκεκριμένη θέση (δες σε αντιδιαστολή τη forward_list). Το κόστος αναζήτησης είναι ανάλογο των στοιχείων που είναι αποθηκευμένα στη λίστα, ενώ το κόστος εισαγωγής στοιχείου και διαγραφής στοιχείου είναι σταθερό. Η επιπλέον ευελιξία που παρέχεται σε σχέση με την forward list, έχει ως κόστος την διαχείριση ενός επιπλέον δείκτη σε κάθε κόμβο της λίστας σε σχέση με την απλά συνδεδεμένη λίστα.
-    * **forward_list:** Πρόκειται για την απλά συνδεδεμένη λίστα. Η λίστα δίνει την δυνατότητα διάτρεξης της δομής προς τη μία κατεύθυνση (από την αρχή προς το τέλος). Για την εισαγωγή και διαγραφή θα πρέπει οπωσδήποτε να γνωρίζουμε τον προηγούμενο κόμβο (θέση). Το κόστος αναζήτησης είναι ανάλογο των στοιχείων που είναι αποθηκευμένα στη λίστα, ενώ το κόστος εισαγωγής στοιχείου και διαγραφής στοιχείου είναι σταθερό.
-  * **Container Adapters:** Χρησιμοποιούν εσωτερικά ένα //sequence container// για να υλοποιήσουν την λειτουργικότητα τους. Οι βασικές κλάσεις είναι οι εξής:
-    * **stack:** Υλοποιεί μία δομή Last-In-First-Out (LIFO) με την βοήθεια ενός //vector// ή //deque//.
-    * **queue:** Υλοποιεί μία δομή First-In-First-Out (FIFO) με την βοήθεια ενός //deque//.
-    * **priority_queue:** Υλοποιεί μία ουρά προτεραιότητας. Προκειμένου να επιτευχθεί η προτεραιότητα κατά την εισαγωγή και διαγραφή στοιχείου εφαρμόζεται ο αλγόριθμος make_heap για την επίτευξη σωρού με λογαριθμικό κόστος στο μέγεθος των αποθηκευμένων στοιχείων της δομής.
-  * **Associative Containers:** Πρόκειται για δομές που τα στοιχεία εισάγονται ταξινομημένα σε αύξουσα σειρά. Η αποθήκευση γίνεται σε ένα ισοζυγισμένο δέντρο αναζητήσεως (π.χ.[[wp>Red–black_tree]]) και ο χρόνος αναζήτησης, εισαγωγής και διαγραφής είναι λογαριθμικός στο μέγεθος των αποθηκευμένων στοιχείων. Διακρίνονται σε [[cpp:stl:set|sets]] που είναι σύνολα από __μοναδικά__ στοιχεία-κλειδιά και [[cpp:stl:map|maps]] που είναι συνολά από απεικονίσεις __μοναδικών__ στοιχείων-κλειδιών σε τιμές. Παραλλαγές των παραπάνω κλάσεων είναι τα **multiset** και **multimap** όπου δίνεται η επιπλέον δυνατότητα αποθήκευσης περισσότερων του ενός ίδιων κλειδιών στην υφιστάμενη δομή.
-  * **Unordered Associative Containers:** Δομές ανάλογες με τους //Associative Containers// με την διαφορά ότι η αποθήκευση δεν γίνεται σε ισοζυγισμένο δέντρο αναζητήσεως, αλλά σε πίνακα κατακερματισμού ([[wp>Hash_table]]). Για τον λόγο αυτό, τα στοιχεία δεν αποθηκεύονται ταξινομημένα, αλλά με "τυχαία" σειρά. Η σειρά διάτρεξης τους αντιστοιχεί στη σειρά που τα κλειδιά είναι αποθηκευμένα στον πίνακα κατακερματισμού. Ο μέσος χρόνος αναζήτησης, εισαγωγής και διαγραφής είναι σταθερός στο μέγεθος των αποθηκευμένων στοιχείων, ενώ ο απαιτούμενος χώρος είναι περισσότερος (κατ' ελάχιστο διπλάσιος από τον αριθμό των αποθηκευμένων στοιχείων στην δομή). Οι κλάσεις **unordered_set** και **unordered_map** επιτρέπουν την αποθήκευση μοναδικών κλειδιών, ενώ οι δομές **unordered_multiset** και **unordered_multimap** επιτρέπουν την αποθήκευση περισσότερων του ενός ιδίων στοιχείων-κλειδιών στη δομή.
-===== Κοινά χαρακτηριστικά για όλους τους containers =====
-Κατά την ένθεση ενός στοιχείου σε ένα //container//, δημιουργείται πάντοτε ένα αντίγραφο του στοιχείου σε αυτόν. Για παράδειγμα, για την ένθεση στοιχείων της κλάσης [[doku.php?do=export_code&id=cpp:stl:student&codeblock=0Student|Student]] μέσα σε ένα //container list// τα στοιχεία θα αντιγραφούν εντός του //list// ως εξής:
 <code cpp Student.hpp>
 #ifndef _STUDENT_HPP_
 #define _STUDENT_HPP_
-#include<cstring>
+#include <cstring>
-#include<iostream>
+#include <iostream>
 class Student {
-public:
+private:
   char *name;
   int aem;
 public:
   Student();
@@ Line 47: / Line 24: @@
   Student(const Student& );
   ~Student();
+  char* getName() const;
+  int getAEM() const;
+  void setName(char*);
+  void setAEM(int);
   friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Student & st);
   bool operator>(const Student& st) const;
+  bool operator<(const Student& st) const;
   Student& operator=(const Student& st);
 };
@@ Line 76: / Line 60: @@
     delete []name;
   }
+}
+char* Student::getName() const {
+  return name;
+}
+int Student::getAEM() const {
+  return aem;
+}
+void Student::setName(char* name) {
+  this->name != nullptr;
+  delete this->name;
+  this->name = new char [strlen(name) + 1];
+  strcpy(this->name, name);
+}
+void Student::setAEM(int aem) {
+  this->aem = aem;
 }
@@ Line 96: / Line 99: @@
 bool Student::operator>(const Student& st) const {
   if(aem > st.aem)
+    return true;
+  return false;
+}
+bool Student::operator<(const Student& st) const {
+  if(aem < st.aem)
     return true;
   return false;
@@ Line 101: / Line 110: @@
 #endif
 </code>
-<code cpp student_list.cpp>
-#include <iostream>     // std::cout
-#include <algorithm>    // std::copy
-#include <list>       // std::list
-#include <array>        // std::array
-#include "Student.hpp"
-int main () {
-  Student students[] = { Student("Peter_Pan", 1234), Student("Tinker_Bell", 1235),
-                          Student("Captain_Hook", 1236), Student("Roger_Rabbit", 1237),
-                          Student("Pink_Panther", 1238)                               };
-  std::cerr << "----- Init list -----" << std::endl;
-  std::list<Student> mylist;
-  for(int i=0; i<5; i++) {
-    mylist.push_back(students[i]);
-    //mylist.insert(mylist.end(),students[i]);                         // equivalent with push_back
-    //mylist.emplace_back(students[i].name, students[i].aem);
-    //mylist.emplace(mylist.end(), students[i].name, students[i].aem); // equivalent with emplece_back
-  }
-  std::cerr << "-------------------------\n";
-  std::cerr << "mylist contains:";
-  for (std::list<Student>::iterator it = mylist.begin(); it!=mylist.end(); ++it)
-    std::cerr << ' ' << *it;
-  std::cerr << std::endl;
-  std::cerr << "-------------------------\n";
-  return 0;
-}
-</code>
-Το παραπάνω πρόγραμμα εκτυπώνει τα εξής:
-<code>
-Argu Construct : Peter_Pan 1234
-Argu Construct : Tinker_Bell 1235
-Argu Construct : Captain_Hook 1236
-Argu Construct : Roger_Rabbit 1237
-Argu Construct : Pink_Panther 1238
------ Init list -----
-Copy Construct : Peter_Pan 1234
-Copy Construct : Tinker_Bell 1235
-Copy Construct : Captain_Hook 1236
-Copy Construct : Roger_Rabbit 1237
-Copy Construct : Pink_Panther 1238
--------------------------
-mylist contains: Peter_Pan 1234 Tinker_Bell 1235 Captain_Hook 1236 Roger_Rabbit 1237 Pink_Panther 1238
--------------------------
-Destruct: Peter_Pan 1234
-Destruct: Tinker_Bell 1235
-Destruct: Captain_Hook 1236
-Destruct: Roger_Rabbit 1237
-Destruct: Pink_Panther 1238
-Destruct: Pink_Panther 1238
-Destruct: Roger_Rabbit 1237
-Destruct: Captain_Hook 1236
-Destruct: Tinker_Bell 1235
-Destruct: Peter_Pan 1234
-</code>
-Κατά την εισαγωγή ενός στοιχείου μέσω των συναρτήσεων //insert//, //insert_back//, //emplace//, //emplace_back// δημιουργείται ένα νέο αντικείμενο μέσω στον //container//. Η δημιουργία του αντικείμένου γίνεται είτε μέσω του copy-constructor (μέθοδοι //insert//, //insert_back//) ή μέσω του κατασκευαστή που λαμβάνει τα ορίσματα που περνιούνται στις μεθόδους //emplace// και //emplace_back//.
-Όταν στην STL προσδιορίζεται ένα εύρος στοιχείων εντός ενός container μεταξύ των υποτιθέμενων θέσεων //**start**// και //**stop**// (προσδιορίζονται πάντοτε από //iterators//) το διάστημα το οποιό υπολογίζεται είναι από //**start**// (συμπεριλαμβανομένου) έως και //**stop**// (μη συμπεριλαμβανομένου)
-===== Κοινές συναρτήσεις για όλους τους containers =====
-==== Εισαγωγή στοιχείου σε container ====
-Με εξαίρεση την κλάση [[array|std::array]] που το μέγεθος των πινάκων που δημιουργεί είναι σταθερό οι υπόλοιποι //containers// μπορούν να μεταβάλλουν το αριθμό των στοιχείων που αποθηκεύουν. Για την εισαγωγή ενός στοιχείου σε έναν //container// υπάρχει η συνάρτηση μέλους //insert//. Για //sequence containers// η //insert// λαμβάνει ως πρώτο όρισμα έναν //iterator// που δηλώνει τη θέση εισαγωγής