Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
138
Добавлен:
02.05.2014
Размер:
5.67 Mб
Скачать

С++ для начинающих

292

register int elem_cnt = text_words->size(); for ( int ix=0; ix < elem_cnt; ++ix )

{

string textword = ( *text_words )[ ix ];

//игнорируем слова короче трех букв

//или присутствующие в списке стоп-слов

if ( textword.size() < 3 || exclusion_set.count( textword ))

continue;

//определяем, занесено ли слово в отображение

//если count() возвращает 0 - нет: добавим его

if ( ! word_map->count((*text_words)[-ix] ))

{

loc *ploc = new vector<location>; ploc->push_back( (*text_locs) [ix] );

word_map->insert(value_type((*text_words)[ix],ploc));

}

else

// добавим дополнительные координаты

(*word_map)[(*text_words)[ix]]-> push_back((*text_locs)[ix]);

}

(*word_map)[(*text_words)[ix]]->

Синтаксически сложное выражение push_back((*text_locs)[ix]);

//возьмем слово, которое надо обновить string word = (*text_words) [ix];

//возьмем значение из вектора позиций vector<location> *ploc = (*word_map) [ word ];

//возьмем позицию - пару координат

loc = (*text_locs)[ix];

// вставим новую позицию

будет проще понять, если мы разложим его на составляющие: ploc->push_back(loc);

Выражение все еще остается сложным, так как наши векторы представлены указателями. Поэтому вместо употребления оператора взятия индекса:

string word = text_words[ix]; // ошибка

мы вынуждены сначала разыменовать указатель на вектор:

string word = (*text_words) [ix]; // правильно

С++ для начинающих

293

Вконце концов build_word_map() возвращает построенное отображение: return word_map;

int main()

{

// считываем файл и выделяем слова

vector<string, allocator> *text_file = retrieve_text(); text_loc *text_locations = separate_words( text_file );

//обработаем слова

//...

//построим отображение слов на векторы позиций map<string,lос*,less<string>,allocator>

*text_map = build_word_map( text_locatons );

// ...

Вот как выглядит вызов этой функции из main():

}

6.12.2. Поиск и извлечение элемента отображения

Оператор взятия индекса является простейшим способом извлечения элемента.

// map<string,int> word_count;

Например:

int count = word_count[ "wrinkles" ];

Однако этот способ работает так, как надо, только при условии, что запрашиваемый ключ действительно содержится в отображении. Иначе оператор взятия индекса поместит в отображение элемент с таким ключом. В данном случае в word_count занесется пара

string( "wrinkles" ), 0

Класс map предоставляет две операции для того, чтобы выяснить, содержится ли в нем определенное значение ключа.

count(keyValue): функция-член count() возвращает количество элементов с данным ключом. (Для отображения оно равно только 0 или 1). Если count()

int count = 0;

if ( word_count.count( "wrinkles" ))

вернула 1, мы можем смело использовать индексацию: count = word_count[ "wrinkles" ];

С++ для начинающих

294

find(keyValue): функция-член find() возвращает итератор, указывающий на

int count = 0;

map<string,int>::iterator it = word_count.find( "wrinkles" ); if ( it != word_count.end() )

элемент, если ключ найден, и итератор end() в противном случае. Например: count = (*it).second;

Значением итератора является указатель на объект pair, в котором first содержит ключ, а second значение. (Мы вернемся к этому в следующем подразделе.)

6.12.3. Навигация по элементам отображения

После того как мы построили отображение, хотелось бы распечатать его содержимое. Мы можем сделать это, используя итератор, начальное и конечное значение которого получают с помощью функций-членов begin() и end(). Вот текст функции

void

display_map_text( map<string,loc*> *text_map )

{

typedef map<string,loc*> tmap; tmap::iterator iter = text_map->begin(), iter_end = text_map->end();

while ( iter != iter_end )

{

cout << "word: " << (*iter).first << " ("; int loc_cnt = 0;

loc *text_locs = (*iter).second; loc::iterator liter = text_locs->begin(),

liter_end = text_locs->end();

while (liter != liter_end ) { if ( loc_cnt )

cout << ','; else ++loc_cnt;

cout << '(' << (*liter).first

<< ',' << (*liter).second << ')';

++liter;

}

cout << ")\n"; ++iter;

}

cout << endl;

display_map_text():

}

Если наше отображение не содержит элементов, данная функция не нужна. Проверить, пусто ли оно, можно с помощью функции-члена size():

С++ для начинающих

295

if ( text_map->size() )

display_map_text( text_map );

Но более простым способом, без подсчета элементов, будет вызов функции-члена

if ( ! text_map->empty() )

empty():

display_map_text( text_map );

6.12.4. Словарь

Вот небольшая программа, иллюстрирующая построение отображения, поиск в нем и обход элементов. Здесь используются два отображения. Первое, необходимое для преобразования слов, содержит два элемента типа string. Ключом является слово, которое нуждается в специальной обработке, а значением слово, заменяющее ключ. Для простоты мы задали пары ключ/значение непосредственно в тексте программы (вы можете модифицировать программу так, чтобы она читала их из стандартного ввода или из файла). Второе отображение используется для подсчета произведенных замен. Текст программы выглядит следующим образом:

#include <vector>

#include <iostream>

С++ для начинающих 296

#include <string>

int main()

{

map< string, string > trans_map;

typedef map< string, string >::value_type valType;

// первое упрощение:

// жестко заданный словарь

trans_map.insert( va1Type( "gratz", "grateful" ));

trans_map.insert( va1Type( "'em",

"them"

));

trans_map.insert( va1Type( "cuz",

"because"

));

trans_map.insert( va1Type( "nah",

"no"

));

trans_map.insert( va1Type( "sez",

"says"

));

trans_map.insert( va1Type( "tanx",

"thanks"

));

trans_map.insert( va1Type( "wuz",

"was"

));

trans_map.insert( va1Type( "pos",

"suppose"

));

// напечатаем словарь

 

 

map< string,string >::iterator it;

 

 

cout << "Наш словарь подстановок: \n\n"; for ( it = trans_map.begin();

it != trans_map.end(); ++it )

cout << "ключ: " << (*it).first << "\t"

<< "значение: " << ("it).second << "\n"; cout << "\n\n";

// второе упрощение: жестко заданный текст string textarray[14]={ "nah", "I", "sez", "tanx",

"cuz", "I", "wuz", "pos", "to", "not", "cuz", "I", "wuz", "gratz" };

vector< string > text( textarray, textarray+14 ); vector< string >::iterator iter;

// напечатаем текст

cout << "Исходный вектор строк:\n\n"; int cnt = 1;

for ( iter = text-begin(); iter != text.end(); ++iter,++cnt )

cout << *iter << ( cnt % 8 ? " " : "\n" );

cout << "\n\n\n";

// map для сбора статистики map< string,int > stats;

typedef map< string,int >::value_type statsValType; // здесь происходит реальная работа

for ( iter=text.begin(); iter != text.end(); ++iter ) if (( it = trans_map.find( *iter ))

!= trans_map.end() )

{

if ( stats.count( *iter )) stats [ *iter ] += 1;

else stats.insert( statsVa1Type( *iter, 1 )); *iter = (*it).second;

}

// напечатаем преобразованный текст

cout << "Преобразованный вектор строк:\n\n"; cnt = 1;

for ( iter = text.begin(); iter != text.end(); ++iter, ++cnt )

cout << *iter << ( cnt % 8 ? " " : "\n" ); cout << "\n\n\n";

// напечатаем статистику

cout << "И напоследок статистика:\n\n"; map<string,int,less<string>,allocator>::iterator siter;

for (siter=stats.begin(); siter!=stats.end(); ++siter) cout << (*siter).first << " "

С++ для начинающих

297

}

Вот результат работы программы:

Наш словарь подстановок:

key: 'em

value: them

key: cuz

value: because

key: gratz

value: grateful

key: nah

value: no

key: pos

value: suppose

key: sez

value: says

key: tanx

value: thanks

key: wuz

value: was

Исходный вектор строк:

nah I sez tanx cuz I wuz pos to not cuz I wuz gratz

Преобразованный вектор строк:

no I says thanks because I was suppose to not because I was grateful

И напоследок статистика:

cuz было заменено 2 раз(а) gratz было заменено 1 раз(а) nah было заменено 1 раз(а) pos было заменено 1 раз(а) sez было заменено 1 раз(а) tanx было заменено 1 раз(а) wuz было заменено 2 раз(а)

6.12.5. Удаление элементов map

Существуют три формы функции-члена erase() для удаления элементов отображения.

Для единственного элемента используется erase() с ключом или итератором в качестве аргумента, а для последовательности эта функция вызывается с двумя итераторами.

string removal_word;

cout << "введите удаляемое слово: "; cin >> removal_word;

if ( text_map->erase( remova1_word ))

cout << "ok: " << remova1_word << " удалено\n";

Например, мы могли бы позволить удалять элементы из text_map таким образом: else cout << "увы: " << remova1_word << " не найдено!\n";

Альтернативой является проверка: действительно ли слово содержится в text_map?

С++ для начинающих

298

 

 

map<string,loc*>::iterator where;

 

 

 

 

 

 

where = text_map.find( remova1_word );

 

 

 

if ( where == text_map->end() )

 

 

 

cout << "увы: " << remova1_word << " не найдено!\n";

 

 

 

else {

 

 

 

text_map->erase( where );

 

 

 

cout << "ok: " << remova1_word << " удалено!\n";

 

 

 

}

 

 

 

 

 

 

 

В нашей реализации text_map с каждым словом сопоставляется множество позиций, что

 

несколько усложняет их хранение и извлечение. Вместо этого можно было бы иметь по

 

одной позиции на слово. Но контейнер map не допускает дублирующиеся ключи. Нам

 

следовало бы воспользоваться классом multimap, который рассматривается в разделе

 

6.15.

 

Упражнение 6.20

 

Определите отображение, где ключом является фамилия, а значением вектор с именами

 

детей. Поместите туда как минимум шесть элементов. Реализуйте возможность делать

 

запрос по фамилии, добавлять имена и распечатывать содержимое.

 

Упражнение 6.21

 

Измените программу из предыдущего упражнения так, чтобы вместе с именем ребенка

 

записывалась дата его рождения: пусть вектор-значение хранит пары строк имя и дата.

 

Упражнение 6.22

 

Приведите хотя бы три примера, в которых нужно использовать отображение. Напишите

 

определение объекта map для каждого примера и укажите наиболее вероятный способ

 

вставки и извлечения элементов.

 

6.13. Построение набора стоп-слов

Отображение состоит из пар ключ/значение. Множество (set), напротив, содержит неупорядоченную совокупность ключей. Например, бизнесмен может составить черный списокbad_checks, содержащий имена лиц, в течение последних двух лет присылавших фальшивые чеки. Множество полезно тогда, когда нужно узнать, содержится ли определенное значение в списке. Скажем, наш бизнесмен, принимая чек от кого-либо, может проверить, есть ли его имя в bad_checks.

Для нашей поисковой системы мы построим набор стоп-слов слов, имеющих семантически нейтральное значение (артикли, союзы, предлоги), таких, как the, and, into, with, but и т.д. (это улучшает качество системы, однако мы уже не сможем найти первое предложение из знаменитого монолога Гамлета: “To be or not to be?”). Прежде чем добавлять слово к word_map, проверим, не содержится ли оно в списке стоп-слов. Если содержится, проигнорируем его.

6.13.1. Определение объекта set и заполнение его элементами

Перед использованием класса set необходимо включить соответствующий заголовочный файл:

С++ для начинающих

299

#include <set>

Вот определение нашего множества стоп-слов:

set<string> exclusion_set;

exclusion_set.insert( "the" );

Отдельные элементы могут добавляться туда с помощью операции insert(). Например: exclusion_set.insert( "and" );

Передавая insert() пару итераторов, можно добавить целый диапазон элементов. Скажем, наша поисковая система позволяет указать файл со стоп-словами. Если такой

typedef set< string >::difference_type diff_type; set< string > exclusion_set;

ifstream infile( "exclusion_set" ); if ( ! infile )

{

static string default_excluded_words[25] = { "the","and","but","that","then","are","been", "can"."can't","cannot","could","did","for", "had","have","him","his","her","its","into", "were","which","when","with","would"

};

cerr << "предупреждение! невозможно открыть файл стоп-слов! -- " << "используется стандартный набор слов \n";

copy( default_excluded_words, default_excluded_words+25, inserter( exclusion_set, exclusion_set.begin() ));

}

else {

istream_iterator<string,diff_type> input_set(infile),eos; copy( input_set, eos, inserter( exclusion_set,

exclusion_set.begin() ));

файл не задан, берется некоторый набор слов по умолчанию:

}

В этом фрагменте кода встречаются два элемента, которые мы до сих пор не рассматривали: тип difference_type и класс inserter. difference_type это тип результата вычитания двух итераторов для нашего множества строк. Он передается в качестве одного из параметров шаблона istream_iterator.

copy() один из обобщенных алгоритмов. (Мы рассмотрим их в главе 12 и в Приложении.) Первые два параметра пара итераторов или указателей задают диапазон. Третий параметр является либо итератором, либо указателем на начало контейнера, в который элементы копируются.

Проблема с этой функцией вызвана ограничением, вытекающим из ее реализации: количество копируемых элементов не может превосходить числа элементов в контейнере- адресате. Дело в том, что copy() не вставляет элементы, она только присваивает

С++ для начинающих

300

каждому элементу новое значение. Однако ассоциативные контейнеры не позволяют явно задать размер. Чтобы скопировать элементы в наше множество, мы должны заставить copy() вставлять элементы. Именно для этого служит класс inserter (детально он рассматривается в разделе 12.4).

6.13.2. Поиск элемента

Две операции, позволяющие отыскать в наборе определенное значение, – это find() и count(). find() возвращает итератор, указывающий на найденный элемент, или значение, равное end(), если он отсутствует. count() возвращает 1 при наличии элемента и 0 в противном случае. Добавим проверку на

if ( exclusion_set.count( textword )) continue;

существование в функцию build_word_map():

// добавим отсутствующее слово

6.13.3. Навигация по множеству

Для проверки наших кодов реализуем небольшую функцию, выполняющую поиск по одному слову (поддержка языка запросов будет добавлена в главе 17). Если слово найдено, мы будем показывать каждую строку, в которой оно содержится. Слово может повторяться в строке, например:

tomorrow and tomorrow and tomorrow

однако такая строка будет представлена только один раз.

Одним из способов не учитывать повторное вхождение слова в строку является

//получим указатель на вектор позиций loc ploc = (*text_map)[ query_text ];

//переберем все позиции

//вставим все номера строк в множество set< short > occurrence_lines; loc::iterator liter = ploc->begin(),

liter_end = ploc->end();

while ( liter != liter_end ) { occurrence_lines.insert( occurrence_lines.end(),

(*liter).first ); ++liter;

использование множества, как показано в следующем фрагменте кода:

}

С++ для начинающих

301

Контейнер set не допускает дублирования ключей. Поэтому можно гарантировать, что occurrence_lines не содержит повторений. Теперь нам достаточно перебрать данное

register int size = occurrence_lines.size(); cout << "\n" << query_text

<<" встречается " << size

<<" раз(а):")

<<"\n\n";

set< short >::iterator it=occurrence_lines.begin(); for ( ; it != occurrence_lines.end(); ++it ) {

int line = -it;

cout << "\t( строка "

<<line + 1 << " ) "

<<(*text_file)[line] << endl;

множество, чтобы показать все номера строк, где встретилось данное слово:

}

(Полная реализация query_text() представлена в следующем разделе.)

Класс set поддерживает операции size(), empty() и erase() точно таким же образом, как и класс map, описанный выше. Кроме того, обобщенные алгоритмы предоставляют набор специфических функций для множеств, например set_union() (объединение) и set_difference() (разность). (Они использованы при реализации языка запросов в главе 17.)

Упражнение 6.23

Добавьте в программу множество слов, в которых заключающее 's' не подчиняется общим правилам и не должно удаляться. Примерами таких слов могут быть Pythagoras, Brahms и Burne_Jones. Включите в функцию suffix_s() из раздела 6.10 проверку этого набора.

Упражнение 6.24

Определите вектор, содержащий названия книг, которые вы собираетесь прочесть в ближайшие шесть виртуальных месяцев, и множество, включающее названия уже прочитанных произведений. Напишите программу, которая выбирает для вас книгу из вектора при условии, что вы ее еще не прочитали. Выбранное название программа должна заносить в множество прочитанных. Однако вы могли отложить книгу; следовательно, нужно обеспечить возможность удалять ее название из множества прочитанных. По окончании шести виртуальных месяцев распечатайте список прочитанного и непрочитанного.

6.14. Окончательная программа

Ниже представлен полный текст программы, разработанной в этой главе, с двумя модификациями: мы инкапсулировали все структуры данных и функции в класс TextQuery (в последующих главах мы обсудим подобное использование классов), кроме того, текст был изменен, так как наш компилятор поддерживал стандарт С++ не полностью.