ГУАП

КАФЕДРА № 41

ОТЧЕТ ЗАЩИЩЕН С ОЦЕНКОЙ

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

Старший преподаватель				Д.В. Куртяник
должность, уч. степень, звание		подпись, дата		инициалы, фамилия

ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ ШАБЛОНЫ. КОНТЕЙНЕРЫ STL.

по курсу: ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ

СТУДЕНТ ГР. №	4016		28.05.2021		М.О.Жовтяк
			подпись, дата		инициалы, фамилия

Санкт-Петербург 2021

Вариант 17

Цель лабораторной работы: изучение видов контейнеров библиотеки STL, способов их применения и особенностей работы; изучение способов использования шаблонов функций; получение навыков программирования на языке C++.

Задание на программирование: разработать программу и провести анализ быстродействия различных контейнеров.

Мой индивидуальный вариант. Cформировать коллекцию L, включив в неё по одному разу элементы, которые входят в коллекцию L1, но не входят в коллекцию L2.

Алгоритм работы программы: я создам шаблоны, которые заполняют и отображают контейнеры. Далее будут созданы коллекции L1 и L2, которые сразу же будут заполняться. Следующие действия я буду реализовывать, используя методы и алгоритмы STL. После этого коллекция L принимает в себя все значения L1. Сразу же после этого выполняется действие, где L исключает из себя значения, которые могут быть равны элементам L2. Так происходило последовательно с каждым из контейнеров: vector, list, multiset, map.

Для данной задачи подойдут следующий методы и алгоритмы из библиотеки STL:

• unique() – для удаление равных соседних элементов при сохранении первого из них;

• insert(p, x) – для добавления х перед элементом, на который указывает р;

• end() – для указания на элемент, который следует за последним;

• begin() – указывает на первый элемент;

• find – для нахождения итератора на элемент и проверки на его существование;

• count – для возвращения количества элементов с заданным значением;

• erase – для удаление конкретного элемента.

• remove – удаление элемента с определенным значением

Ответ к задаче:

Согласно выдаче информации программы о выполненном времени каждого контейнера:

Vector – 43 мсек, list – 54 мсек, multiset – 500 мсек, map – 673 мсек;

Для этой задачи оптимальнее всего использовать контейнер vector.

Код программы на С++:

#include <iostream>

#include <vector>

#include <list>

#include <map>

#include <set>

#include <ctime>

#include <algorithm>

#include <ctime>

using namespace std;

//заполение всего, кроме map

template <typename container>

int filling(container &con, int number)

{

int start = clock();

for (int i=0; i<number; i++)

{

int element = rand() % 1001;

con.insert(con.end(), element);

element = 0;

}

int end = clock();

return (end - start);

}

//отображение всего, кроме map

template <typename container>

void showme(container con)

{

cout << "Content of container:";

for (auto i : con)

{

cout << i << " ";

}

cout << endl;

}

//заполнеие map

template <typename Key, typename Valeur>

int filling_m(map<Key, Valeur>& Conteneur, int Longueur)

{

int start = clock();

for (int i = 0; i != Longueur; i++)

{

int ElementNew = rand() % 1001;

int ElementNewKey = i;

auto PaireValeur = make_pair(ElementNewKey, ElementNew);

Conteneur.insert(Conteneur.end(), PaireValeur);

};

int end = clock();

return((end - start));

}

//map

template <typename Key, typename Valeur>

void showme_m(map<Key, Valeur>& Conteneur)

{

cout << "Content of container" << endl;

for (auto elem : Conteneur) { cout << "[" << elem.first << "]=" << elem.second << " "; }

}

int main()

{

cout << "Enter number of values for container" << endl;

int number;

cin >> number;

//vector

cout << "Vector work:" << endl;

vector<int> vect1;

vector<int> vect2;

vector<int> vect;

int time = 0;

time+=filling(vect1, number);

showme(vect1);

cout << "Spent time for now: " << time << endl;

time+=filling(vect2, number);

showme(vect2);

cout << "Spent time for now: " << time << endl;

//создание коллекции L

int start = clock();

vector<int>::iterator it1;

for (it1 = vect1.begin(); it1 != vect1.end(); ++it1)

vect.push_back(*it1);

//сортировка и удаление одинаковых элементов коллекции L для более легкого восприятия

sort(vect.begin(), vect.end());

auto last1 = unique(vect.begin(), vect.end());

vect.erase(last1, vect.end());

//уничтожение элементов L, которые входят в коллекцию L2

for (it1 = vect2.begin(); it1 != vect2.end(); ++it1)

{

vect.erase(remove(vect.begin(), vect.end(), *it1), vect.end());

}

showme(vect);

int end = clock();

time += (end - start);

cout << "Spent time: " << time << endl;

cout << endl;

//обнуление счетчиков времени

time = 0; start = 0; end = 0;

//list

cout << "List work:" << endl;

list<int> lis1;

list<int> lis2;

list<int> lis;

time += filling(lis1, number);

showme(lis1);

cout << "Spent time for now: " << time << endl;

time += filling(lis2, number);

showme(lis2);

cout << "Spent time for now: " << time << endl;

//создание коллекции L

start = clock();

list<int>::const_iterator it2;

it2 = lis1.begin();

while (it2 != lis1.end())

{

lis.push_back(*it2);

it2++;

}

//сортировка и удаление одинаковых элементов коллекции L для более легкого восприятия

lis.sort();

auto last2 = unique(lis.begin(), lis.end());

lis.erase(last2, lis.end());

//уничтожение элементов L, которые входят в коллекцию L2

list<int>::iterator it3;

it3 = lis2.begin();

while(it3 != lis2.end())

{

lis.remove(*it3);

++it3;

}

showme(lis);

end = clock();

time += (end - start);

cout << "Spent time: " << time << endl;

cout << endl;

time = 0; start = 0; end = 0;

//multiset

cout << "Multiset work:" << endl;

multiset<int> mul1;

multiset<int> mul2;

multiset<int> mul;

time += filling(mul1, number);

showme(mul1);

cout << "Spent time for now: " << time << endl;

time += filling(mul2, number);

showme(mul2);

cout << "Spent time for now: " << time << endl;

//создание коллекции L

start = clock();

multiset<int>::const_iterator it4;

it4 = mul1.begin();

while (it4 != mul1.end())

{

mul.insert(*it4);

it4++;

}

//уничтожение элементов L, которые входят в коллекцию L2

multiset<int>::iterator it5;

it5 = mul2.begin();

while (it5 != mul2.end())

{

for (auto it = mul.begin(); it != mul.end(); ) {

if (*it5 == *it)

it = mul.erase(it);

else

++it;

}

++it5;

}

showme(mul);

end = clock();

time += (end - start);

cout << "Spent time: " << time << endl;

cout << endl;

time = 0; start = 0; end = 0;

//map

cout << "Map work:" << endl;

map<int, int> mp1;

map<int, int> mp2;

map<int, int> mp;

time += filling_m(mp1, number);

showme_m(mp1);

cout << endl;

cout << "Spent time for now: " << time << endl;

time += filling_m(mp2, number);

showme_m(mp2);

cout << endl;

cout << "Spent time for now: " << time << endl;

//cоздание коллекции L

start = clock();

map<int, int>::iterator it6;

it6 = mp1.begin();

while (it6 != mp1.end())

{

mp.insert(*it6);

++it6;

}

//уничтожение элементов L, которые входят в коллекцию L2

map<int, int>::iterator it7;

it7 = mp2.begin();

while (it7 != mp2.end())

{

for (auto it = mp.begin(); it != mp.end(); ) {

if (it7->second == it->second)

it = mp.erase(it);

else

++it;

}

++it7;

}

showme_m(mp);

cout << endl;

end = clock();

time += (end - start);

cout << "Spent time: " << time << endl;

}

Скриншот, наглядно показывающий работу программы (здесь случайные числа заданы от 0 до 9 для более лёгкого восприятия, изменить эти значения можно в шаблоне)

Скриншот объективной работы, где произвольные значения находятся в диапазоне от 0 до 1000.

Вывод. Я изучил множество видов контейнеров библиотеки STL, изучил принципы работы шаблонов на С++, параллельно с этим научился применять их на практике. Отточил навыки программирования на С++.