Программирование на языке Ruby - Хэл Фултон
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
universe = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
а = [2, 3]
b = universe - а # Дополнение а = [1, 4, 5, 6]
Если считаете необходимым, можете определить и унарный оператор (например, - или ~ для выполнения этой операции.
Элементы множества можно перебирать, обходя массив. Единственная разница заключается в том, что элементы будут появляться в определенном порядке, а это может оказаться нежелательным. О том, как перебирать массив в случайном порядке, будет рассказано в разделе 8.1.18.
Наконец, иногда возникает необходимость вычислить степень множества. Это не что иное, как множество всех подмножеств данного множества (включая его само и пустое множество). Читатели, знакомые с дискретной математикой, в особенности с комбинаторикой, понимают, что число таких подмножеств равно 2n. Сгенерировать степень множества можно следующим образом:
class Array
def powerset
num = 2**size
ps = Array.new(num, [])
self.each_index do |i|
a = 2**i
b = 2**(i+1) — 1
j = 0
while j < num-1
for j in j+a..j+b
ps[j] += [self[i]]
end
j += 1
end
end
ps
end
end
x = [1, 2, 3]
y = x.powerset
# y равно:
# [[], [1], [2], [1,2] , [3], [1,3], [2,3], [1,2,3]]
8.1.10. Рандомизация массива
Иногда нужно переставить элементы массива в случайном порядке. Первое, что приходит на ум, — тасование карточной колоды, но есть и другие применения — например, случайная сортировка списка вопросов.
Для решения этой задачи пригодится метод rand из модуля Kernel. Ниже показан один из возможных способов:
class Array
def randomize
self.sort_by { rand } # Сортировать по ключу, являющемуся
end # случайным числом.
def randomize!
self.replace(self.randomize)
end
end
x = [1, 2, 3, 4, 5]
y = x.randomize # [3, 2, 4, 1, 5]
x.randomize! # x равно [3, 5, 4, 2]
Из-за самой природы сортировки, вероятно, вносится некоторое статистическое смещение. Но обычно это не играет роли.
Выбрать случайный элемент массива (не запрещая дубликатов) можно так:
class Array
def pick_random
self[rand(self.length)]
end
end
Наконец, не стоит забывать, что метод rand позволяет сгенерировать предсказуемую последовательность (например, для тестирования), если затравить алгоритм известным значением с помощью метода srand (см. раздел 5.28).
8.1.11. Многомерные массивы
Если для численного анализа вам нужны многомерные массивы, то в архиве приложений Ruby есть прекрасная библиотека NArray, которую написал Масахиро Танака (Masahiro Tanaka). Если необходим аппарат для работы с матрицами, обратитесь к стандартной библиотеке matrix.rb, которая была упомянута в разделе 5.10.
В следующем примере показан способ работы с многомерными массивами за счет перегрузки методов [] и []= для отображения элементов на вложенный массив. Представленный класс Array3 обеспечивает рудиментарные операции с трехмерными массивами, но он далеко не полон:
class Array3
def initialize
@store = [[[]]]
end
def [](a,b,c)
if @store[a]==nil ||
@store[a][b]==nil ||
@store[a][b][c]==nil
return nil
else
return @store[a][b][c]
end
end
def []=(a,b,c,x)
@store[a] = [[]] if @store[a]==nil
@store[a][b] = [] if @store[a][b]==nil
@store[a][b][с] = x
end
end
x = Array3.new
x[0,0,0] = 5
x[0,0,1] = 6
x[1,2,31 = 99
puts x[1,2,3]
Единственное, чего мы реально добились, — так это удобного использования запятой в обозначении [x,y,z] вместо употребляемой в языке С нотации [x][у][z]. Если C-подобная нотация вас устраивает, можете просто воспользоваться вложенными массивами Ruby. Еще одно мелкое достоинство — предотвращение ситуации, когда объектом, от имени которого вызывается оператор [], оказывается nil.
8.1.12. Нахождение элементов, принадлежащих одному массиву и не принадлежащих другому
В Ruby эта задача решается проще, чем во многих других языках. Нужно просто вычислить «разность множеств»:
text = %w[the magic words are squeamish ossifrage]
dictionary = %w[an are magic the them these words]
# Найти неправильно написанные слова
unknown = text - dictionary # ["squeamish", "ossifrage"]
8.1.13. Преобразование или отображение массивов
Метод collect из модуля Enumerable часто позволяет сэкономить время и силы. Тем, кто привык к языку Smalltalk, он покажется интуитивно очевидным в большей степени, чем программистам на С.
Этот метод просто воздействует неким произвольным образом на каждый элемент массива, порождая в результате новый массив. Иными словами, он «отображает» один массив на другой (отсюда и синоним map).
x = %w[alpha bravo charlie delta echo foxtrot]
# Получить начальные буквы.
a = x.collect (|w| w[0..0]} # %w[a b с d e f]
# Получить длины строк.
b = x.collect {|w| w.length} # [5, 5, 7, 5, 4, 7]
# map - просто синоним.
с = x.map {|w| w.length} # [5, 5, 7, 5, 4, 7]
Имеется также вариант collect! (или map!) для модификации на месте.
x.collect! {|w| w.upcase}
# x равно %w[ALPHA BRAVO CHARLIE DELTA ECHO FOXTROT]
x.map! {|w| w.reverse}
# x равно %w[AHPLA OVARB EILRAHC ATLED OHCE TORTXOF]
8.1.14. Удаление из массива элементов равных nil
Метод compact (и его вариант compact! для модификации на месте) удаляет из массива элементы равные nil, оставляя все остальные без изменения:
a = [1, 2, nil, 3, nil, 4, 5]
b = a.compact # [1, 2, 3, 4, 5]
a.compact! # а равно [1, 2, 3, 4, 5]
8.1.15. Удаление заданных элементов из массива
В Ruby легко удалить элементы из массива - для этого даже существует много способов. Чтобы удалить элемент с известным индексом, достаточно вызвать метод delete_at:
a = [10, 12, 14, 16, 18]
a.delete_at(3) # Возвращает 16.
# а равно [10, 12, 14, 18]
a.delete_at(9) # Возвращает nil {вне диапазона).
Все элементы с заданным значением поможет удалить метод delete. Он возвращает значения удаленных элементов или nil, если искомый элемент не найден:
b = %w(spam spam bacon spam eggs ham spam)
b.delete("spam") # Возвращает "spam"
# b равно ["bacon", "eggs", "ham"]
b.delete("caviar") # Возвращает nil
Метод delete принимает также блок. Это не вполне согласуется с интуицией; если объект не найден, происходит вычисление блока (при этом могут выполняться разнообразные операции) и возвращается вычисленное значение.
с = ["alpha", "beta", "gamma", "delta"]
c.delete("delta") { "Nonexistent" }
# Возвращается "delta" (блок не вычисляется).
с.delete("omega") { "Nonexistent" }
# Возвращается "Nonexistent".
Метод delete_if передает каждый элемент массива в блок и удаляет те элементы, для которых вычисление блока дает true. Примерно так же ведет себя метод reject! с тем отличием, что последний может возвращать nil, когда массив не изменяется.
email = ["job offers", "greetings", "spam", "news items"]
# Удалить слова из четырех букв
email.delete_if {|x| x.length==4 }
# email равно ["job offers", "greetings", "news items"]
Метод slice! получает доступ к тем же элементам, что и slice, но, помимо возврата их значений, еще и удаляет из массива:
x = [0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16]
а = x.slice!(2) # 4
# x is now [0, 2, 6, 8, 10, 12, 14, 16]
b = x.slice!(2,3) # [6, 8, 10]
# x is now [0, 2, 12, 14, 16]
с = x.slice!(2..3) # [12, 14]
# x is now [0, 2, 16]
Для удаления элементов из массива можно также пользоваться методами shift и pop (дополнительную информацию об их исходном предназначении вы найдете в разделе 9.2).
x = [1, 2, 3, 4, 5]
x.рор # Удалить последний элемент.
# x is now [1, 2, 3, 4]
x.shift # Удалить первый элемент.
# x is now [2, 3, 4]
Метод reject принимает блок и формирует новый массив без тех элементов, для которых блок возвращает true:
arr = [1,2,3,4,5,6,7,8]
odd = arr.reject {|x| x % 2 == 0 } # [1,3,5,7]
Наконец, метод clear удаляет из массива все элементы. Это эквивалентно присваиванию переменной пустого массива, но чуть-чуть эффективнее:
