C++. Сборник рецептов - Д. Стефенс

Есть еще один момент, который следует знать при работе с операциями над множествами. Так как последовательности не обязаны быть уникальными, можно получить «множество» с повторяющимися значениями. Конечно, строго математически множество не может содержать повторяющиеся значения, так что этот момент может быть не очевиден, Рассмотрим, как будет выглядеть вывод примера 7.8, если вместо set использовать list (при запуске примера 7.8 можно вводить повторяющиеся значения, но они не будут добавлены в set, так как set::insert не выполняется для элементов, которые уже присутствуют в set).

Введите несколько строк: a a a b с с

^Z

Введите еще несколько строк: a a b b с

^Z

Объединение a a a b b с с

Различие: a c

Пересечение: a a b с

Здесь операции над множествами перебирают обе последовательности и сравнивают соответствующие значения, определяя, что следует поместить в выходную последовательность.

Наконец, операции над множествами в их оригинальном виде (использующие для сравнения элементов operator<) могут не работать так, как вам требуется, если последовательности содержат указатели. Чтобы обойти эту проблему, напишите функтор, который сравнивает объекты указателей, как в рецепте 7.4.

Рецепт 7.4.

7.9. Преобразование элементов последовательности

Имеется последовательность элементов, и с каждым элементом требуется выполнить какие-либо действия — либо на месте, либо скопировав их в другую последовательность.

Используйте стандартные алгоритмы transform или for_each. Они оба просты, но позволяют выполнить почти любые действия с элементами последовательностей. Пример 7.9 показывает, как это делается.

Пример 7.9. Преобразование данных

#include <iostream>

#include <istream>

#include <string>

#include <list>

#include <algorithm>

#include <iterator>

#include <cctype>

#include "utils.h" // Для printContainer(): см. 7.10

using namespace std;

// Преобразуем строки к верхнему регистру

string strToUpper(const string& s) {

 string tmp;

 for (string::const_iterator p = s.begin(); p != s.end(); ++p)

  tmp += toupper(*p);

 return(tmp);

}

string strAppend(const string& s1, const string& s2) {

 return(s1 + s2);

}

int main() {

 cout << "Введите несколько строк: ";

 istream_iterator<string> start(cin);

 istream iterator<string> end;

 list<string> lst(start, end), out;

 // Используем преобразование с помощью унарной функции...

 transform(lst.begin(), lst.end(), back_inserter(out),

  strToUpper);

 printContainer(out);

 cin.clear();

 cout << Введите другой набор строк: ";

 list<string> lst2(++start, end);

 out.clear();

 // ...или бинарную функцию и другую входную последовательность

 transform(lst.begin(), lst.end(), lst2.begin(),

  back_inserter(out), StrAppend);

 printContainer(out);

}

Очевидно, что для преобразования данных используется transform. Он имеет две формы. Первая форма принимает последовательность, итератор вывод и унарный функтор. Он применяет функтор к каждому элементу последовательности и присваивает возвращаемое значение следующему значению, на которое указывает итератор вывода. Итератор вывода может быть другой последовательностью или началом оригинальной последовательности. В этом отношении transfоrm может выполнять преобразование как «на месте», так и копируя результат в другую последовательность.

Вот как выглядит объявление transform.

Out transform(In first, In last, Out result, UnFunc f);

Out transform(In first1, In last1, In first2, In last2,

 Out result, BinFunc f);

Обе версии возвращают итератор, который указывает на один после конца результирующей последовательности.

Использование обеих версий очень просто. Чтобы скопировать строку из одной последовательности в другую, но с преобразованием ее к верхнему регистру, сделайте так, как в примере 7.9.

std::transform(lst.begin(), lst.end(),

 std::back_inserter(out), strToUpper);

Если требуется изменить первоначальную последовательность, просто передайте в качестве результирующего итератора начало этой последовательности.

std::transform(lst.begin(), lst.end(),

 lst.begin(), strToUpper);

Использование двух последовательностей и бинарной операции работает точно так же. и в качестве выходной последовательности можно использовать одну из входных.

Если требуется преобразовать элементы на месте, можно избежать накладных расходов на присвоение каждому элементу возвращаемого значения некоторой функции. Или, если функтор, который требуется использовать, изменяет свой объект-источник, то можно использовать for_each.

void strToUpperInPlace(string& s) {

 for (string::iterator p = s.begin(); p != s.end(); ++p)

  *p = std::toupper(*p);

}

// ...

std::for_each(lst.begin(), lst.end(), strToUpperInPlace);

Если же все, что требуется сделать, — это изменить саму последовательность, не изменяя каждый из ее элементов, то в рецепте 7.6 описывается множество стандартных алгоритмов для реорганизации элементов в последовательностях.

Рецепты 7.1 и 7.6.

7.10. Написание собственного алгоритма

Для диапазона требуется выполнить алгоритм, и ни один из стандартных алгоритмов не удовлетворяет требованиям.

Напишите алгоритм в виде шаблона функции и с помощью имен параметров шаблона укажите свои требования к итератору. В примере 7.10 показан измененный стандартный алгоритм сору.

Пример 7.10. Написание собственного алгоритма

#include <iostream>

#include <istream>

#include <iterator>

#include <string>

#include <functional>

#include <vector>

#include <list>

#include "utils.h" // Для printContainer(): см. 7.10

using namespace std;

template<typename In, typename Out, typename UnPred>

Out copyIf(In first, In last, Out result, UnPred pred) {

 for ( ; first != last; ++first)

  if (pred(*first)) *results = *first;

 return(result);

}

int main() {

 cout << "Введите несколько строк: ";

 istream_iterator<string> start(cin);

 istream_iterator<string> end; // Здесь создается "маркер"

 vector<string> v(start, end);

 list<string> lst;

 copyIf(v.begin(), v.end(), back_inserter<list<string> >(lst),

  bind2nd(less<string>(), "cookie"));

 printContainer(lst);

}

Запуск примера 7.10 будет выглядеть примерно так.

Введите несколько строк: apple banana danish eclaire

^Z

-----

apple banana

Вы видите, что он копирует в результирующий диапазон только те значения, которые меньше, чем «cookie».

Стандартная библиотека содержит шаблон функции сору, который копирует элементы из одного диапазона в другой, но нет стандартной версии, которая принимает предикат и выполняет условное копирование элементов (т.е. алгоритм copy_if), так что пример 7.10 делает именно это. Его поведение довольно просто: при наличии диапазона-источника и начала диапазона-приемника производится копирование в целевой диапазон элементов, для которых унарный функтор-предикат возвращает true.

Этот алгоритм прост, но в его реализации есть еще кое-что, что привлекает внимание. Посмотрев на объявление, вы увидите, что в нем присутствует три параметра шаблона.

template<typename In, typename Out, typename UnPred>

Out copyIf(In first, In last, Out result UnPred pred) {

Первый параметр шаблона In — это тип входного итератора. Так как это входной диапазон, все, что должен иметь возможность сделать с ним copyIf, — это извлечь разыменованное значение этого итератора и перевести итератор на следующий элемент. Это дает описание категории итератора ввода (категории итераторов описаны в рецепте 7.1), так что с помощью указания имени параметра шаблона In мы объявляем именно этот тип итератора. Стандартного соглашения здесь нет (In и Out — это мои соглашения, которые я описал в первом рецепте этой главы), но вы легко можете придумать свои собственные соглашения об именах: InIter, Input_T или даже InputIterator. Второй параметр шаблона Out — это тип итератора, который указывает на диапазон, в который будут копироваться элементы, copyIf должен иметь возможность записать разыменованное значение в выходной итератор и увеличить его значение, что дает нам описание оператора вывода. Объявив требования к итераторам с помощью имен параметров шаблона, вы делаете соглашения о вызовах алгоритма понятными без документации. Но зачем использовать две разные категории итераторов?