Программирование на C / C++ / Ален И. Голуб. Правила программирования на Си и Си++ [pdf]

string son( "Danny" );

list<string>::iterator iter;

iter = find( slist.begin(), slist.end(), son );

slist.insert( iter, spouse );

Здесь find() возвращает позицию элемента в контейнере, если элемент найден, либо итератор end(), если ничего не найдено. (Мы вернемся к функции find() в конце следующего раздела.) Как можно догадаться, push_back() эквивалентен следующей

// эквивалентный вызов: slist.push_back( value );

записи:

slist.insert( slist.end(), value );

Вторая форма функции-члена insert() позволяет вставить указанное количество одинаковых элементов, начиная с определенной позиции. Например, если мы хотим

vector<string> svec; string anna( "Anna" );

добавить десять элементов Anna в начало вектора, то должны написать: svec.insert( svec.begin(), 10, anna );

insert() имеет и третью форму, помогающую вставить в контейнер несколько элементов. Допустим, имеется следующий массив:

string sarray[4] = { "quasi", "simba", "frollo", "scar" };

Мы можем добавить все его элементы или только некоторый диапазон в наш вектор

svec.insert( svec.begin(), sarray, sarray+4 ); svec.insert( svec.begin() + svec.size()/2,

строк:

sarray+2, sarray+4 );

//вставляем элементы svec

//в середину svec_two

svec_two.insert( svec_two.begin() + svec_two.size()/2,

Такой диапазон отмечается и с помощью пары итераторов svec.begin(), svec.end() );

list< string > slist;

//...

//вставляем элементы svec

//перед элементом, содержащим stringVal list< string >::iterator iter =

find( slist.begin(), slist.end(), stringVal );

или любого контейнера, содержащего строки:14 slist.insert( iter, svec.begin(), svec.end() );

6.6.1. Удаление

В общем случае удаление осуществляется двумя формами функции-члена erase(). Первая форма удаляет единственный элемент, вторая – диапазон, отмеченный парой итераторов. Для последнего элемента можно воспользоваться функцией-членом pop_back().

При вызове erase() параметром является итератор, указывающий на нужный элемент.

В следующем фрагменте кода мы воспользуемся обобщенным алгоритмом find() для

string searchValue( "Quasimodo" ); list< string >::iterator iter =

find( slist.begin(), slist.end(), searchValue ); if ( iter != slist.end() )

нахождения элемента и, если он найден, передадим его адрес функции-члену erase(). slist.erase( iter );

Для удаления всех элементов контейнера или некоторого диапазона можно написать

//удаляем все элементы контейнера slist.erase( slist.begin(), slist.end() );

//удаляем элементы, помеченные итераторами list< string >::iterator first, last;

first = find( slist. begin(), slist.end(), vail ); last = find( slist.begin(), slist.end(), va12 );

// ... проверка first и last

следующее:

slist.erase( first, last );

14 Последняя форма insert() требует, чтобы компилятор работал с шаблонами функций-членов. Если ваш компилятор еще не поддерживает это свойство стандарта С++, то оба контейнера должны быть одного типа, например два списка или два вектора, содержащих элементы одного типа.

Парной по отношению к push_back() является функция-член pop_back(), удаляющая

vector< string >::iterator iter = buffer.begin(); for ( ; iter != buffer.end(), iter++ )

{

slist.push_back( *iter );

if ( ! do_something( slist )) slist.pop_back();

из контейнера последний элемент, не возвращая его значения:

}

6.6.2. Присваивание и обмен

Что происходит, если мы присваиваем один контейнер другому? Оператор присваивания копирует элементы из контейнера, стоящего справа, в контейнер, стоящий слева от знака

//svecl содержит 10 элементов

//svec2 содержит 24 элемента

//после присваивания оба содержат по 24 элемента

равенства. А если эти контейнеры имеют разный размер? Например: svecl = svec2;

Контейнер-адресат (svec1) теперь содержит столько же элементов, сколько контейнер- источник (svec2). 10 элементов, изначально содержавшихся в svec1, удаляются (для каждого из них вызывается деструктор класса string).

Функция обмена swap() может рассматриваться как дополнение к операции присваивания. Когда мы пишем:

svecl.swap( svec2 );

svec1 после вызова функции содержит 24 элемента, которые он получил бы в результате присваивания:

svecl = svec2;

но зато теперь svec2 получает 10 элементов, ранее находившихся в svec1. Контейнеры “обмениваются” своим содержимым.

6.6.3. Обобщенные алгоритмы

Операции, описанные в предыдущих разделах, составляют набор, поддерживаемый непосредственно контейнерами vector и deque. Согласитесь, что это весьма небогатый интерфейс и ему явно не хватает базовых операций find(), sort(), merge() и т.д.

Планировалось вынести общие для всех контейнеров операции в набор обобщенных алгоритмов, которые могут применяться ко всем контейнерным типам, а также к массивам встроенных типов. (Обобщенные алгоритмы описываются в главе 12 и в Приложении.) Эти алгоритмы связываются с определенным типом контейнера с

помощью передачи им в качестве параметров пары соответствующих итераторов. Вот как

#include <list> #include <vector>

int ia[ 6 ] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5 }; vector<string> svec;

list<double> dtist;

// соответствующий заголовочный файл

#include <algorithm> vector<string>::iterator viter; list<double>::iterator liter; #int *pia;

//find() возвращает итератор на найденный элемент

//для массива возвращается указатель ...

pia = find( &ia[0], &ia[6], some_int_value );

liter = find( dlist.begin(), dlist.end(), some_double_value );

выглядят вызовы алгоритма find() для списка, вектора и массива разных типов: viter = find( svec.begin(), svec.end(), some_string_value );

Контейнер list поддерживает дополнительные операции, такие, как sort() и merge(), поскольку в нем не реализован произвольный доступ к элементам. (Эти операции описаны в разделе 12.6.)

Теперь вернемся к нашей поисковой системе. Упражнение 6.11

int ia[] = { 1, 5, 34 }; int ia2[] = { 1, 2, 3 };

int ia3[] = { 6, 13, 21, 29, 38, 55, 67, 89 };

Напишите программу, в которой определены следующие объекты: vector<int> ivec;

Используя различные операции вставки и подходящие значения ia, ia2 и ia3, модифицируйте вектор ivec так, чтобы он содержал последовательность:

{ 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 55, 89 }

Упражнение 6.12

int ia[] = { 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 55, 89 };

Напишите программу, определяющую данные объекты: list<int> ilist( ia, ia+11 );

Используя функцию-член erase() с одним параметром, удалите из ilist все нечетные элементы.

6.7. Читаем текстовый файл

Первая наша задача – прочитать текстовый файл, в котором будет производиться поиск. Нам нужно сохранить следующую информацию: само слово, номер строки и позицию в строке, где слово встречается.

Как получить одну строку текста? Стандартная библиотека предоставляет для этого

istream&

функцию getline():

getline( istream &is, string str, char delimiter );

getline()берет из входного потока все символы, включая пробелы, и помещает их в объект типа string, до тех пор пока не встретится символ delimiter, не будет достигнут конец файла или количество полученных символов не станет равным величине, возвращаемой функцией-членом max_size()класса string.

Мы будем помещать каждую такую строку в вектор.

Мы вынесли код, читающий файл, в функцию, названную retrieve_text(). В объекте типа pair дополнительно сохраняется размер и номер самой длинной строки. (Полный текст программы приводится в разделе 6.14.)

Вот реализация функции ввода файла:15

15 Программа компилировалась компилятором, не поддерживающим значений параметров по умолчанию шаблонов. Поэтому нам пришлось явно указать аллокатор:

vector<string,allocator> *lines_of_text;

Для компилятора, полностью соответствующего стандарту С++, достаточно отметить тип элементов:

vector<string> *lines_of_text;

// возвращаемое значение - указатель на строковый вектор vector<string,allocator>*

retrieve_text()

{

string file_name;

cout << "please enter file name: "; cin >> file_name;

// откроем файл для ввода ...

ifstream 1nfile( file_name.c_str(), ios::in ); if ( ! infile ) {

cerr << "oops! unable to open file "

<< file_name << " -- bailing out!\n"; exit( -1 );

}

else cout << '\n';

vector<string, allocator> *1ines_of_text = new vector<string, allocator>;

string textime;

typedef pair<string::size_type, int> stats; stats maxline;

int linenum = 0;

while ( getline( infile, textline, '\n' )) { cout << "line read: " << textline << '\n';

if ( maxline.first < textline.size() ) { maxline.first = textline.size() ; maxline.second = linenum;

}

1ines_of_text->push_back( textline ); linenum++;

}

return lines_of_text;

}

Вот как выглядит вывод программы (размер страницы книги недостаточен, чтобы расположить напечатанные строки во всю длину, поэтому мы сделали в тексте отступы, показывающие, где реально заканчивалась строка):

please enter file name: a1ice_emma

line read: Alice Emma has long flowing red hair. Her Daddy says line read: when the wind blows through her hair, it looks

almost alive,

line read: like a fiery bird in flight. A beautiful fiery bird, he tells her,

line read: magical but untamed. "Daddy, shush, there is no such thing, "

line read: she tells him, at the same time wanting him to tell her more.

line read: Shyly, she asks, "I mean. Daddy, is there?"

number of lines: 6 maximum length: 66

longest line: like a fiery bird in flight. A beautiful fiery bird, he tells her,

После того как все строки текста сохранены, нужно разбить их на слова. Сначала мы отбросим знаки препинания. Например, возьмем строку из части “Anna Livia Plurrabelle”

романа “Finnegans Wake”.

"For every tale there's a telling, and that's the he and she of it."

В приведенном фрагменте есть следующие знаки препинания:

"For

there's

telling,

that's

it."

А хотелось бы получить:

For there telling that

it

Можно возразить, что

there's

должно превратиться в

there is

но мы-то движемся в другом направлении: следующий шаг – это отбрасывание семантически нейтральных слов, таких, как is, that, and, it и т.д. Так что для данной строчки из “Finnegans Wake” только два слова являются значимыми: tale и telling, и только по этим словам будет выполняться поиск. (Мы реализуем набор стоп-слов с помощью контейнерного типа set, который подробно рассматривается в следующем разделе.)

После удаления знаков препинания нам необходимо превратить все прописные буквы в строчные, чтобы избежать проблем с поиском в таких, например, строках:

Home is where the heart is.

A home is where they have to let you in.

Несомненно, запрос слова home должен найти обе строки.

Мы должны также обеспечить минимальную поддержку учета словоформ: отбрасывать окончания слов, чтобы слова dog и dogs, love, loving и loved рассматривались системой как одинаковые.

В следующем разделе мы вернемся к описанию стандартного класса string и рассмотрим многочисленные операции над строками, которые он поддерживает, в контексте дальнейшей разработки нашей поисковой системы.

6.8. Выделяем слова в строке

Нашей первой задачей является разбиение строки на слова. Мы будем вычленять слова, находя разделяющие их пробелы с помощью функции find(). Например, в строке

Alice Emma has long flowing red hair.

насчитывается шесть пробелов, следовательно, эта строка содержит семь слов.

Класс string имеет несколько функций поиска. find() – наиболее простая из них. Она ищет образец, заданный как параметр, и возвращает позицию его первого символа в строке, если он найден, или специальное значение string::npos в противном случае.

#include <string> #include <iostream>

int main() {

string name( "AnnaBelle" ); int pos = name.find( "Anna" ); if ( pos == string::npos )

cout << "Anna не найдено!\n";

else cout << "Anna найдено в позиции: " << pos << endl;

Например:

}

Хотя позиция подстроки почти всегда имеет тип int, более правильное и переносимое объявление типа результата, возвращаемого find(), таково:

string::size_type

Например:

string::size_type pos = name.find( "Anna" );

Функция find() делает не совсем то, что нам надо. Требуемая функциональность обеспечивается функцией find_first_of(), которая возвращает позицию первого символа, соответствующего одному из заданных в строке-параметре. Вот как найти первый символ, являющийся цифрой:

#include <string> #include <iostream>

int main() {

string numerics( "0123456789" ); string name( "r2d2" );

string:: size_type pos = name.find_first_of( numerics ); cout << "найдена цифра в позиции: "

<< pos << "\tэлемент равен " << name[pos] << endl;

}

В этом примере pos получает значение 1 (напоминаем, что символы строки нумеруются с

0).

Но нам нужно найти все вхождения символа, а не только первое. Такая возможность реализуется передачей функции find_first_of() второго параметра, указывающего позицию, с которой начать поиск. Изменим предыдущий пример. Можете ли вы сказать,

#include <string> #include <iostream> int main() {

string numerics( "0123456789" ); string name( "r2d2" );

string::size_type pos = 0;

// где-то здесь ошибка!

while (( pos = name.find_first_of( numerics, pos )) != string::npos )

что в нем все еще не вполне удовлетворительно?

}

В начале цикла pos равно 0, поэтому поиск идет с начала строки. Первое вхождение обнаружено в позиции 1. Поскольку найденное значение не совпадает с string::npos, выполнение цикла продолжается. Для второго вызова find_first_of()значение pos равно 1. Поиск начнется с 1-й позиции. Вот ошибка! Функция find_first_of() снова найдет цифру в первой позиции, и снова, и снова... Получился бесконечный цикл. Нам необходимо увеличивать pos на 1 в конце каждой итерации:

// исправленная версия цикла

while (( pos = name.find_first_of( numerics, pos )) != string::npos )

{

<<name[pos] << endl;

//сдвинуться на 1 символ

++pos;

}

Чтобы найти все пустые символы (к которым, помимо пробела, относятся символы табуляции и перевода строки), нужно заменить строку numerics в этом примере строкой, содержащей все эти символы. Если же мы уверены, что используется только символ

// фрагмент программы

while (( pos = textline.find_first_of( ' ', pos )) != string::npos )

пробела и никаких других, то можем явно задать его в качестве параметра функции:

//...

//фрагмент программы

//pos: позиция на 1 большая конца слова

//prev_pos: позиция начала слова

string::size_type pos = 0, prev_pos = 0;

while (( pos = textline.find_first_of( ' ', pos )) != string::npos )

{

//...

//запомнить позицию начала слова prev_pos = ++pos;

Чтобы узнать длину слова, введем еще одну переменную:

}

На каждой итерации prev_pos указывает позицию начала слова, а pos – позицию следующего символа после его конца. Соответственно, длина слова равна:

pos - prev_pos; // длина слова

После того как мы выделили слово, необходимо поместить его в строковый вектор. Это можно сделать, копируя в цикле символы из textline с позиции prev_pos до pos -1. Функция substr() сделает это за нас: