[LABORATOR DE PROGRAMARE C++] Aritoni Ovidiu. Algoritmi STL

Transcription

1 Algoritmi STL 1. Prezentare generală 2. Clasificare: Algoritmi nechirurgicali ; Algoritmi chirurgicali ; Algoritmi de sortare; Algoritmi generali; 3. Algoritmi nechirurgicali (Non-mutating algorithms) Aceşti algoritmi după cum le spune şi numele sunt algoritmi care nu modifică variabilele sau structurile de date pe care le manipulează. În continuare este prezentată o listă de astfel de algoritmi, şi câteva exemple. for_each() - Efectuează o operaţie pentru fiecare element count() - Returneaza numarul de elemente count_if() - Returneaza numarul de elemente care se potrivesc cu un criteriu min_element()- Returneaza elemental cu valoarea ce mai mica max_element()- Returneaza elemental cu valoarea ce mai mare find() - Cauta primul element cu o valoare trecuta find_if() - Cauta primul element care se potriveste cu un criteriu search_n() - Cauta primele n elemente consecutive cu anumite proprietati search() - Cauta prima aparitie a unui subrang find_end() - Cauta ultima aparitie a unui subrang find_first_of() - Cauta primul element din mai multe posibile adjacent_find()-cauta 2 elemente adiacente care sunt egale(dupa un criteriu) equal() - Verifica daca 2 ranguri sunt egale mismatch() - Returneaza primul element din 2 secvente care difera 3.1 Count() Count() gaseste numărul de elemente în [prima, ultima), care sunt egale cu o valuare. Mai exact, prima versiune de count() returnează numărul de iteratori i în [prima, ultima), astfel încât * i == valoare. Cea de-a doua versiune a count() adaugă la n numărul de iteratori i în [prima, ultima), astfel încât * i == valoare. : int main() 1

2 int A[] = 2, 0, 4, 6, 0, 3, 1, -7 ; const int N = sizeof(a) / sizeof(int); cout << "Number of zeros: " << count(a, A + N, 0) << endl; 3.2 Equal #include <algorithm> bool mypredicate (int i, int j) return (i==j); int main () int myints[] = 34,14,62,56,123; vector<int> myvector (myints,myints+5); if (equal (myvector.begin(), myvector.end(), myints)) cout << "The contents of both sequences are equal." << endl; else cout << "The contents of both sequences differ." << endl; myvector[3]=81; if (equal (myvector.begin(), myvector.end(), myints, mypredicate)) cout << "The contents of both sequences are equal." << endl; else cout << "The contents of both sequences differ." << endl; 3.3 Find #include <string> int main() const string delarr[] = " ", "\t", "(", ")", "[", "]", "", "", ";", "<", ">", "=", "+", "-", "*", "&"; vector<string> delimiters(delarr,delarr + sizeof(delarr)/sizeof(delarr[0])); 2

3 string str = "&"; vector<string>::iterator it =find(delimiters.begin(), delimiters.end(), str); if (it!= delimiters.end()) cout << "Found delimiter" << endl; else cout << "No dice" << endl; 4. Algoritmi chirurgicali (Mutating algorithms) Spre deosebire de prima categorie de algoritmi aceştia pot modifica structura internă a datelor pe care le manipulează. În continuare este prezentată o listă de astfel de algoritmi, şi câteva studii de caz. 4.1 Rotate( ) copy() - Copiaza un rang incepand cu primul element copy_n() - Copiaza elemente de la un rang la altul copy _backward() -Copiaza un rang incepand de la ultimul element transform() - Modifica(si copiaza) elemente merge() - Uneste 2 ranguri swap_ranges()- Schimba elementele a 2 ranguri fill() - Schimba valuarea fiecarui element cu o valuare data fill_n() - Schimba n elemente cu o valuare data remove() - sterge dintr-un rang toate elementele care au valoarea egala cu o valuare data rotate() - Intershimba elementele intr-un rang reverse() - Inverseaza un rang replace() - Schimba valuarea fiecarui element dintr-un rang cu o valuare data Rotate roteste elementele într-un rang. Adica elementul din mijloc, este mutat pe prima pozitie, elementul indicat de mijloc + 1 este mutat în poziţia primul + 1, şi aşa mai departe. Un mod de a gândi la această operaţie este că schimba cele 2 ranguri: [prima,mijloc) şi [mijloc, ultima). Formal, pentru fiecare n a.i 0 <= n <ultima - prima, elementul * (prima + n) este alocat * (prima + (n + (ultima -mijloc))% (ultima - prima)). Rotate returnează primul + (ultima - mijloc). char alpha[] = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"; rotate(alpha, alpha + 13, alpha + 26); printf("%s\n", alpha); // The output is nopqrstuvwxyzabcdefghijklm 4.2 Copy 3

4 #include <algorithm> int main () int myints[]=140,20,76,40,50,60,70; vector<int> myvector; vector<int>::iterator it; myvector.resize(7); copy ( myints, myints+7, myvector.begin() ); cout << "myvector contains:"; for (it=myvector.begin(); it!=myvector.end(); ++it) cout << " " << *it; 4.3 Swap #include <algorithm> int main () int x=10, y=20; // x:10 y:20 swap(x,y); // x:20 y:10 vector<int> first (4,x), second (6,y); // first:4x20 second:6x10 swap(first,second); // first:6x10 second:4x20 cout << "first contains:"; for (vector<int>::iterator it=first.begin(); it!=first.end(); ++it) cout << " " << *it; 5. Algoritmi de sortare sort() - Sorteaza toate elementele 4

5 stable_sort() - Sorteaza in timp ce mentine ordinea elementelor egale partial_sort()- Sorteaza pana cand primele n elemente sunt correct sortate partial_sort_copy() Copiaza elementele sortate nth_element()-sorteaza conform pozitie n partition() - Schimba pozitia elementelor astfel incat elementele care se potrivesc cu un criteriu sunt puse la inceput make_heap() - Converts a range into a heap push_heap() - Adds an element to a heap pop_heap() - Removes an element from a heap sort_heap() - Sorts the heap (it is no longer a heap after the call) 5.1 Merge( ) Merge combină două ranguri sortate [first1, last1) şi [first2, last2) într-un singur rang sortat. Adica, merge copiaza elementele de la [first1, last1) şi [first2, last2) în [rezultat, rezultat + (last1 - first1) + (last2 - first2)), astfel încât rangul rezultat este în ordine strict crescatoare. : int main() int A1[] = 1, 3, 5, 7 ; int A2[] = 2, 4, 6, 8 ; const int N1 = sizeof(a1) / sizeof(int); const int N2 = sizeof(a2) / sizeof(int); merge(a1, A1 + N1, A2, A2 + N2, ostream_iterator<int>(cout, " ")); // The output is " " 5.2 Sort ( ) #include <algorithm> bool myfunction (int i,int j) return (i<j); struct myclass bool operator() (int i,int j) return (i<j); myobject; int main () int myints[] = 32,71,12,45,26,80,53,33; vector<int> myvector (myints, myints+8); 5

6 vector<int>::iterator it; // using default comparison (operator <): sort (myvector.begin(), myvector.begin()+4); // using function as comp sort (myvector.begin()+4, myvector.end(), myfunction); // using object as comp sort (myvector.begin(), myvector.end(), myobject); // print out content: cout << "myvector contains:"; for (it=myvector.begin(); it!=myvector.end(); ++it) cout << " " << *it; 6. Algoritmi Generali accumulate() - Calculeaza suma, produsul inner_product() - Combina toate elementele a 2 ranguri adjacent_difference()- Combina fiecare element cu predecesorul sau partial_sum() C - Combina fiecare elemente cu toti predecesorii sai 6.1 Accumulate() Acumulate este o generalizare a sumei: calculeaza-o suma (sau alte câteva operatii binare) elementelor în intervalul [prima, ultima). int main() int A[] = 1, 2, 3, 4, 5; const int N = sizeof(a) / sizeof(int); cout << "The sum of all elements in A is " << accumulate(a, A + N, 0) << endl; cout << "The product of all elements in A is " << accumulate(a, A + N, 1, multiplies<int>()) << endl; 6.2 Power 6

7 int main() cout << "2 ** 30 = " << power(2, 30) << endl; 6.3 Adjacent Difference #include <numeric> #include <functional> #include <iterator> #if _MSC_VER > 1020 // if VC++ version is > 4.2 // std c++ libs implemented in std #endif typedef vector < int, allocator < int > > IntegerArray; typedef ostream_iterator < int, char, char_traits<char> > IntOstreamIt; void main () IntegerArray rgia; rgia.push_back(5661); // San Francisco to Berlin rgia.push_back(7456); // to Cairo rgia.push_back(10995); // to Calcutta rgia.push_back(17019); // to Cape Town rgia.push_back(24394); // to Hong Kong rgia.push_back(30376); // to London rgia.push_back(35758); // to Los Angeles copy(rgia.begin(),rgia.end(),itostream); IntegerArray rgdifferences(7); IntegerArray::iterator itdifferences = rgdifferences.begin(); adjacent_difference(rgia.begin(),rgia.end(),itdifferences); cout << "The adjacent differences are: "; copy(rgdifferences.begin()+1,rgdifferences.end(),itostream); IntegerArray rggt(6); IntegerArray::iterator itgt = rggt.begin(); adjacent_difference(rgdifferences.begin()+1, 7

8 rgdifferences.end(), itgt, less<int>()); cout << "Which adjacent distances are greater:" << endl << "(If you have [a,b,c], then you have [1,0] if a>b and b<=c)" << endl; copy(rggt.begin()+1,rggt.end(),itostream); 8