1.4 Ассоциативный массив

Для доступа к элементам индексного массива используются обычные целые числа, называемые индексами. У ассоциативного массива (словаря) эту функцию выполняют ключи. Они, в отличие от индексов, могут быть заданы не только числовым типом данных, но и, например строковым или булевым. Каждому элементу ассоциативного массива соответствует пара «ключ-значение» (key, value), и на нем определены четыре базовые операции:

• INSERT – операция добавления пары в массив;

• REASSIGN – операция изменения существующей пары;

• DELETE – операция удаления пары из массива;

• SEARCH – операция поиска пары в массиве.

Данный список является стандартным, но все же он может быть дополнен некоторыми другими операциями. Также стоит отметить, что здесь приведены не общепринятые названия операций: обычно они зависят от языка программирования, на котором реализуются, да и вообще термин, обозначающий ассоциативный массив, варьируется в зависимости все от того же языка. Три наиболее распространенных названия:

• словарь (Objective-C, .NET, Python, …);

• карта (C++, Java, Haskell, …);

• хеш (Perl, Ruby, …).

В одних языках программирования высокого уровня реализована встроенная поддержка ассоциативных массивов (Perl, PHP, Python, Ruby, JavaScript), в других они поставляются со специальными библиотеками (C++). Если же язык не имеет необходимых средств, то работу ассоциативного массива, как правило, можно имитировать при помощи других языковых компонентов.

В качестве примера объекта, организованного по принципу ассоциативного массива, можно привести тетрадь или базу данных, служащую для записи студентов, выписавших книги в университетской библиотеке, и пока не вернувших их. Ключами здесь будут названия книг, значениями – имена студентов. Так одно значение может соответствовать нескольким ключам (при этом ключи не повторяются), т. е. одну книгу может выписать только один студент, но этот же студент вправе выписать и другие книги.

Исходный код интерфейса ассоциативного массива, на тех языках программирования, в которых имеются встроенные средства (или подключаемые библиотеки) работы с этим типом данных, как правило, получается достаточно компактным и легко читаемым. Так реализация консольного приложения, обслуживающего университетскую библиотеку, на C++ сводится примерно к следующему варианту:

#include <map>

int main()

{

string name, book, number;

map <string, string> library;

do

{

cout<<"\n\nВыберите операцию:"<<endl;

cout<<"\n1. Добавить запись\n2. Найти запись\n";

cout<<"3. Удалить запись\n4. Вывести весь список\n5. Выйти\n\n";

cout<<"Номер операции > "; cin>>number;

if (number=="1")

{

cin.sync(); // очистка буфера

cout<<"Название книги > "; getline(cin, book);

cout<<"Имя студента > "; getline(cin, name);

library[book]=name;

cout<<"Добавлено..."<<endl<<endl;

}

else if (number=="2")

{

cin.sync(); // очистка буфера

cout<<"Книга > "; getline(cin, book);

map <string,

string>::const_iterator ifind=library.find(book);

if (ifind!=library.end())

{

cout<<"Книга: <"<<ifind->first<<"> | ";

cout<<"Студент: <"<<ifind->second<<">\n";

}

else cout<<"Данные отсутствуют";

}

else if (number=="3")

{

cin.sync(); // очистка буфера

cout<<"Книга > "; getline(cin, book);

library.erase(book);

cout<<"\nДанные удалены..."<<endl;

}

else if (number=="4")

{

map <string, string>::const_iterator i;

for(i=library.begin(); i!=library.end(); ++i)

{

cout<<"Книга: <"<<i->first<<"> | ";

cout<<"Студент: <"<<i->second<<">\n";

}

}

else if (number=="5") return 0;

else cerr<<"\nНеопознанная команда"<<endl;

} while (number!="5");

}

Здесь за весь функционал ассоциативного массива отвечает контейнер <map> библиотеки STL. Для его работы, вначале необходимо подключить файл map к программе посредством директивы #include:

#include <map>

Затем описать сам массив:

map <тип данных ключей, тип данных значений> название массива;

Для работы с массивом, контейнер <map> предоставляет определенное количество специальных функций, но в программе выше, использовались лишь некоторые из них.

Фактически ассоциативный массив базируется на другой структуре данных. В зависимости от языка программирования, он имеет различную реализацию. Например, в языках Ruby и Python ассоциативные массивы используют хеш-таблицу, а контейнер <map> в C++ выполнен на основе красно-чёрного дерева. Другие реализации оперируют сортированными и несортированными связными списками. Также возможен вариант, в котором используется массив фиксированного размера с указателем на последний заполненный элемент этого массива.