Standardne C++ biblioteke

Transcription

1 Datum: Vježbe 12 Standardne C++ biblioteke Ukoliko ste aktivno pratili i izučavali dosadašnje nastavne materijale trebali biste posjedovati značajnu količinu znanja o programiranju i programskom jeziku C++. Ipak, treba prihvatiti činjenicu da, barem kada je u pitanju područje programiranja, postoji još mnogo toga čime biste trebalo ovladati. Upravo zbog toga, zadatak ovog poglavlja je da vas upozna sa osnovnim elementima Standardne C++ biblioteke koji do sada nisu baš mnogo spominjani. Standardna C++ biblioteka dolazi sa svakom C++ implementacijom, a predstavlja setove header file-ova koje programeri mogu koristiti prilikom rješavanja svakodnevnih zadataka. Na samom početku materijala će biti obrađena string klasa, a nakon toga i neki od najčešće korištenih članova STL-a (engl. Standard Template Library). String klasa Danas je gotovo nemoguće pronaći aplikaciju koja ne obavlja neku vrstu manipulacije tekstom. Upravo zbog toga, standardna C++ biblioteka posjeduje string klasu koja treba da osigura prevazilaženje ograničenja pri radu sa nizovima karaktera (alokacije, dealokacije, pretrage i sl.). Za korištenje string klase u većini slučajeva je potrebno uključiti i string biblioteku, a način korištenja se može vidjeti na sljedećem primjeru: string univerzitet("dzemal Bijedic"); string fakultet = ""; cout<<univerzitet<<endl; cout<<fakultet<<endl; Prethodni primjer jasno ukazuje na činjenicu da je korištenje objekata klase string mnogo jednostavnije u odnosu na korištenje nizova karaktera. Na početku programa kreirana su dva objekta tipa string, a to su: univerzitet i fakultet. Objekti su kreirani pozivom jednog od konstruktora string klase koji prihvata niz karaktera. Pored korištenog, string klasa posjeduje veći broj konstruktora koji će zajedno sa nekoliko drugih funkcija članica biti predstavljeni u sljedećem primjeru. string ln="\n \n"; string ustanova = "Fakultet Informacijskih Tehnologija"; //string "webadresa" se inicijalizuje sa tri w karaktera ==> www 1

2 string webadresa(3,'w');//<--jedan od konstruktora string klase //koristeci funkciju "append" u string "webadresa" se dodaje ".fit.ba" //funkcija append je slicna funkciji strcat webadresa.append(".fit.ba"); //ispisuje: cout<<webadresa<<ln; /*string "fit" se inicijalizuje vrijednoscu stringa "ustanova" tacnije svim njegovim karakterima od pocetka do kraja*/ string fit(ustanova.begin(),ustanova.end());//<--jedan od konstruktora cout<<fit<<ln; /*funkcija "insert" nam omogucava da na odredjenu lokaciju u stringu ubacimo zeljeni sadrzaj. U narednom primjeru na prvo mjesto u stringu "fit" se ubacuje kompletan sadrzaj stringa "webadresa" nakon cega se dodaje razmak i znak crtica*/ fit.insert(0, webadresa + " - " ); //ispisuje: - Fakultet Informacijskih Tehnologija cout<<fit<<ln; cout<<"maksimalna velicina stringa fit je: "<<fit.max_size()<<endl; cout<<"kapacitet stringa fit je: "<<fit.capacity()<<endl; cout<<"broj karaktera unutar stringa fit je: "<<fit.size()<<ln; //koristeci funkciju reserve() mozemo povecati kapacitet naseg stringa fit.reserve(200); cout<<"maksimalna velicina stringa fit je: "<<fit.max_size()<<endl; cout<<"kapacitet stringa fakultet je: "<<fit.capacity()<<endl; /*funkcija "compare" provjerava da li su dva stringa jednaka. Ako su jednaki funkcija vraca 0*/ string jednaki = fit.compare(ustanova)? "Ne" : "Da"; cout<<"nizovi su jednaki: "<< jednaki <<ln; Bitno je napomenuti da korištenje reserve funkcije nije obavezno jer se, u slučaju potrebe, vrši automatsko rezervisanje dodatnih memorijskih lokacija. Također, za dobivanje broja karaktera koji se nalaze u nizu, pored funkcije size, moguće je koristiti i funkciju length (funkcija length je zadržana iz ranijih implementacija string klase). Klasa string posjeduje veliki broj preklopljenih operatora koju omogućavaju vrlo jednostavnu inicijalizaciju i dodavanje vrijednosti objektima tipa string. string ln="\n \n"; string f = "Fakultet"; string i = "informacijskih"; string t = "tehnologija"; i[0]='i';//prvi karakter objekta "i" postavljamo na veliko slovo t[0]='t';//prvi karakter objekta "t" postavljamo na veliko slovo string fit = f + " " + i + " " + t; //postojecem sadrzaju stringa fit dodajemo " Mostar" fit += " Mostar"; string fit2 = fit; cout<<"nizovi su jednaki: "<< (fit.compare(fit2)?"ne":"da")<<ln; cout<<fit<<endl; cout<<fit2<<ln; 2

3 Klasa string ne bi imala baš veliki značaj u slučajevima kada korisnici ne bi bili u mogućnosti da inicijalizuju njihove vrijednosti. Slično kao i kod nizova karaktera, korištenjem komande (objekta) cin>> u objekte tipa string pohranjujemo samo onaj sadržaj koji se unese do prvog razmaka. string ustanova; cout<<"unesite naziv vaseg fakulteta: "; cin>>ustanova; cout<<ustanova<<endl; Pokrenite prethodni program, te kao ustanovu navedite: Fakultet informacijskih tehnologija. Izlaz programa bi trebao biti sljedeći: Unesite naziv vaseg fakulteta: Fakultet Press any key to continue... Budući da ne prihvata parametre tipa string, korištenje funkcije cin.getline() će prijaviti grešku. Ipak, string biblioteka posjeduje globalnu funkciju koja se naziva getline čije korištenje je prikazano na sljedećoj slici. Dakle, u prethodnom primjeru umjesto cin>>ustanova stavite getline(cin,ustanova). Pored inicijalizacije, string klasa posjeduje još mnogo drugih funkcija koje omogućavaju pretragu i modifikovanje sadržaja objekta. Neke od njih su svakako funkcije find i replace čiju upotrebu možete vidjeti u sljedećem primjeru. string ln = "\n \n"; string tacan = "Prof. Dr. Safet Krkic"; string unos; string mojtemplate = "Prof. Dr. "; //ovaj string vraca kursor 11 mjesta unazad (b-backspace) string back(11,'\b'); //sjetite se cout<< \b\b\b\b\b\b ; cout<<ln<<"unesite ime i prezime prvog dekana i osnivaca FIT-a:"<<ln; cout<<mojtemplate<<back;//ispisuje templejt i vraca kursor 11 mjesta getline(cin,unos); //pronalazi se indeks-lokacija prvog karaktera donja crta "_" int start=mojtemplate.find("_"); //karakteri donja crta u templejtu se zamijenjuju korisnikovim unosom mojtemplate.replace(start,unos.size(),unos); //krace smo mogli napisati //mojtemplate.replace(mojtemplate.find("_"),unos.size(),unos); //pored funkcije "compare" mozemo koristiti operatore == ili!= if(mojtemplate == tacan) cout<<ln<<"odgovor je tacan!"<<ln; else{ cout<<ln<<"vas odogovor je: \t"<<mojtemplate; 3

4 cout<<",\ntacan odogovor je: \t"<<tacan; cout<<ln<<"zao nam je, pokusajte drugi put..."<<ln; Za kraj priče o string klasi potrebno je pomenuti još par korisnih funkcija. Naime, ukoliko želite provjeriti da li je vaš string prazan, na raspolaganju je funkcija empty koja, u zavisnosti od sadržaja, vraća true ili false. Također, prikazana je i funkcija copy koja omogućava da se na jednostavan način kopira sadržaj string objekta u niz karaktera. Pogledajte sljedeći primjer: string fit = ""; if(fit.empty()) cout<<"string je prazan!"<<endl; else cout<<"sting nije prazan!"<<endl; int duzinastringa = fit.length(); char * niz = new char[duzinastringa + 1]; //fit.copy(destinacija, duzina, pocetak); fit.copy(niz, duzinastringa, 0); //u zavisnosti od verzije, postoji mogucnost da //kompajler prijavi gresku //posto je defaultna vrijednost pocetka 0 mogli smo napisati //fit.copy(niz, duzinastringa); //fit._copy_s(niz, duzinadestinacijskogniza, brojkarakterazakopiranje); niz[duzinastringa]='\0'; cout<<fit<<endl; cout<<niz<<endl; delete [] niz; niz = NULL; Na osnovu prethodnog primjera možete zaključiti da se korištenjem funkcije copy, odnosno _Copy_s funkcije, na kraj destinacijskog niza (niz) ne dodaje null terminirajući karakter (\0), što je urađeno naknadno. STL kontejneri i iteratori Često se pojave slučajevi u kojima programer nije siguran koliko objekata će biti kreirano prilikom izvršenja određene operacije. Jedno od mogućih rješenja svakako je kreiranje niza čija će veličina biti dovoljna za pohranjivanje maksimalnog broja objekata koji se mogu pojaviti tokom izvršenja. Ovakav pristup ima dva nedostatka. Prvi nedostatak se odnosi na mogućnost da se u programu kreira svega nekoliko objekata čime smo bespotrebno zauzeli veću količinu memorije. Drugi nedostatak je činjenica da broj kreiranih objekata može biti veći od predviđenog maksimalnog broja, pa se u programu mora voditi računa o alociranju većeg niza, te kopiranju postojećih elemenata u novokreirani niz. Za rješavanje spomenutih nedostataka obično se kreiraju odgovarajuće generičke klase ili se koriste specijalne generičke klase koje dolaze uz STL biblioteku, a nazivaju se kontejneri ili kolekcije. Kontejneri omogućavaju pohranu i čuvanje kolekcije objekata, a da se pri tom 4

5 ne mora voditi računa o alociranju potrebne količine dinamičke memorije. Postoji veliki broj različitih vrsta kontejner klasa, ali u ovom materijalu će biti riječi o vector i list kontejnerima. Vector klasa Na samom početku je bitno razumjeti se termin vector odnosi na nizove, što je donekle približno matematičkom tumačenju ovog pojma. Ukratko, za vector klasu se može reći da predstavlja mnogo sigurniju alternativu običnih nizova. Klasa vector se nalazi u istoimenoj biblioteci, a prilikom njenog korištenja primjenjuje se uobičajena template notacija. //vector<tip_podatka> nazivobjekta(broj_elemenata); vector<int> nizintegera(10); Način korištenja vector klase se može vidjeti u sljedećem primjeru: string ln="\n \n"; int max=0; cout<<ln<<"koliko studenata je izaslo na ispit: "; cin>>max; cin.ignore(); //kreiramo objekat unutar kojeg mozemo pohraniti kolekciju od max integera vector<int> ocjene(max); // kreiramo objekat unutar kojeg mozemo pohraniti kolekciju od max stringova vector<string> studenti(max); //zahvaljujuci funkciji size mozemo dobiti informaciju //o maksimalnom broju elemenata unutar objekta for(int i=0;i<studenti.size();i++){ cout<<ln<<i+1<<".student: "; getline(cin,studenti[i]); cout<<i+1<<".ocjena: "; cin>>ocjene[i]; cin.ignore(); system("cls"); cout<<ln<<"polozili su: "<<ln; for(int i=0;i<studenti.size();i++){ if(ocjene[i]>5 && ocjene[i]<=10) cout<<studenti[i]<<", "<<ocjene[i]<<endl; cout<<ln; Iz prethodnog primjera se može zaključiti da preklopljeni operator[] omogućava pristup svakom pojedinom elementu unutar vector objekta. Nakon što ste upoznali osnove korištenja vector klase, vrijeme je da se upoznate sa korištenjem nekih od njenih funkcija, a to su: insert, erase, push_back i pop_back. Pogledajte sljedeći primjer: void prikazi(vector<int> indeksi){ for(int i=0;i<indeksi.size();i++) cout<<"\t"<<i+1<<". "<<indeksi[i]<<endl; 5

6 vector<int> indeksi; //primjetite da u ovom primjeru nismo odredili broj //elemenata koje cemo pohraniti unutar objekta tipa vector //funkcija push_back() dodaje novi clan na kraj kolekcije indeksi.push_back(1000); indeksi.push_back(1001); indeksi.push_back(1002); indeksi.push_back(1004); indeksi.push_back(1005); cout<<"\nindeksi (prije dodavanja): "<<endl; prikazi(indeksi); /*funkcija insert() dodaje novi clan na definisanu lokaciju. u ovom slucaju: na trecu lokaciju (brojeci od pocetka - indeksi.begin()) dodaje broj Za funkciju begin() mozemo reci da vraca neku vrstu pokazivaca na prvu lokaciju u kolekciji */ indeksi.insert(indeksi.begin()+3, 1003); cout<<"\nindeksi (poslije insert()): "<<endl; prikazi(indeksi); //funkcija pop_back() uklanja posljednji element iz kolekcije indeksi.pop_back(); indeksi.pop_back(); cout<<"\nindeksi (poslije pop_back()): "<<endl; prikazi(indeksi); Primijetite da u prethodnom primjeru konstruktoru klase vector nije proslijeđen broj elemenata koje treba da posjeduje objekat indeksi. Nakon toga, koristeći funkciju push_back, vektoru indeksi je dodato 6 brojeva, a da se tom prilikom nije vodilo računa o memorijskoj alokaciji. Pošto je izostavljen broj indeksa 1003 funkcija insert je omogućila njegovo dodavanje na odgovarajuću lokaciju. Naime, funkcija prihvata dva parametra i to: lokaciju na koju treba pohraniti novu vrijednost, te samu vrijednost koja se dodaje. Ispis sadržaja kolekcije je prepušten funkciji prikazi koja prihvata parametar tipa vector<int>. Također, na samom kraju programa, koristeći funkciju pop_back uklonjena su dva posljednja elementa u kolekciji, te su kao dokaz izvršenja funkcije ponovo ispisani svi elementi. Pored funkcije insert, značajna je i funkcija erase koja omogućava uklanjanje elemenata koji se nalaze na određenim lokacijama. U dosadašnjim primjerima su se uglavnom koristili ugrađeni tipovi podataka. Kao ilustraciju korištenja erase funkcije, u nastavku će biti kreirana klasa Student koja će se koristiti kao argument prilikom kreiranja vector objekata. class Student{ string Ime; string Prezime; public: Student(string i,string p){ Ime=i; Prezime=p; 6

7 friend ostream & operator<<(ostream & out,student & obj); ; ostream & operator<<(ostream & out,student & obj){ out<<obj.ime<<" "<<obj.prezime<<endl; return out; string ln="\n \n"; void prikazi(vector<student> & studenti){ cout<<ln; for(int i=0;i<studenti.size();i++) cout<<"\t"<<i<<". "<<studenti[i]; //UKLONITE REFERENCU I PONOVO POKRENITE PROGRAM void izbrisivise(vector<student> & studenti){ int pocetak=0, kraj=0; cout<<ln<<"brisanje VISE STUDENATA"<<ln; prikazi(studenti); cout<<ln<<"unesite pocetnu i krajnju lokaciju koju zelite izbrisati: "; cin>>pocetak>>kraj; //stavljene su samo osnovne provjere vrijednosti pocetka i kraja //KREIRAJTE ODGOVARAJUCU KLASU KOJA CE VAM POSLUZITI ZA BACANJE I OBRADU //IZUZETAKA u slucaju da korisnik unese neku vrijednost koja nije dozvoljena if(pocetak>=0 && pocetak<kraj && kraj<studenti.size()) studenti.erase(studenti.begin()+pocetak, studenti.begin()+kraj); //UKLONITE REFERENCU I PONOVO POKRENITE PROGRAM void izbrisijedan(vector<student> & studenti){ int lokacija=0; cout<<ln<<"brisanje JEDNOG STUDENTA"<<ln; prikazi(studenti); cout<<ln<<"unesite lokaciju koju zelite izbrisati: "; cin>>lokacija; if(lokacija>=0 && lokacija<studenti.size()) studenti.erase(studenti.begin()+lokacija); string ime, prezime; char nastavak; vector<student> studenti; do{ cout<<ln<<"unesite ime: "; getline(cin,ime); cout<<"unesite prezime: "; getline(cin,prezime); //kreiramo novog studenta i dodajemo ga na kraj kolekcije Student temp(ime,prezime); studenti.push_back(temp); //skraceno smo mogli napisati: //studenti.push_back(student(ime,prezime)); cout<<"da li zelite nastaviti (d/n): "; cin>>nastavak; cin.ignore(); while(tolower(nastavak)=='d'); system("cls"); cout<<ln<<"studenti (prije brisanja): "; prikazi(studenti); izbrisijedan(studenti); izbrisivise(studenti); 7

8 cout<<ln<<"studenti (poslije brisanja): "; prikazi(studenti); Bitno je spomenuti da se prilikom manipulisanja elementima STL kontejnera veoma često koriste tzv. iteratori. Za iteratore se kaže da predstavljaju generalizaciju pokazivača ili da predstavljaju objekte za koje su definisane operacije karakteristične pokazivačima. Svaka kontejner klasa definiše odgovarajući iterator, a u zavisnosti od implementacije koju koristite, možda ćete morati uključiti i istoimenu biblioteku (#include <iterator>). Pošto ste već savladali materiju vezanu za pokazivače, razumijevanje iteratora ne bi trebao predstavljati nikakav problem. Prilikom kreiranja iteratora dovoljno je da se nakon navođenja imena klase (vector) uz scope (::) operator navede ključna riječ iterator, a nakon toga ime iteratora: vector<int>::iterator it; Identično pokazivačima, nakon kreiranja iteratora potrebno je definisati lokaciju na koju će oni pokazivati, što je prikazano u narednom primjeru: vector<int> indeksi; //kreiramo iterator vector<int>::iterator it; indeksi.push_back(1000); indeksi.push_back(1001); indeksi.push_back(1002); //iterator pokazuje na prvi element u kolekciji indeksi it = indeksi.begin(); //primjetite da elementima pristupamo identicno kao sa pokazivacima cout<<"*it = "<<*it<<endl; *it = 2000; cout<<"*it = "<<*it<<endl; it++; //iterator sada pokazuje na drugi element cout<<"*it = "<<*it<<endl; *it = 2001; cout<<"*it = "<<*it<<endl; Zahvaljujući funkcijama begin i end, iteratori se mogu koristiti prilikom ispisivanja vrijednosti elemenata koji se nalaze unutar vector objekata: vector<int> indeksi; vector<int>::iterator it; indeksi.push_back(1000); indeksi.push_back(1001); 8

9 indeksi.push_back(1002); for(it = indeksi.begin(); it!=indeksi.end(); it++) cout<<*it<<endl; Većina funkcija koje su namijenjene objektima kontejner klasa nisu definisane unutar tih samih klasa, već su definisane kao globalne funkcije. Jedna od njih je i funkcija sort koja omogućava sortiranje elemenata koji se nalaze unutar kontejnera. Za korištenje funkcije sort potrebno je uključiti algorithm biblioteku, a primjer njenog korištenja je prikazan u nastavku. #include <algorithm> vector<int> indeksi; vector<int>::iterator it; indeksi.push_back(1099); indeksi.push_back(1005); indeksi.push_back(1058); indeksi.push_back(1012); cout<<"indeksi prije sortiranja: "<<endl; for(it = indeksi.begin(); it!=indeksi.end(); it++) cout<<*it<<endl; sort(indeksi.begin(),indeksi.end()); cout<<"indeksi poslije sortiranja: "<<endl; for(it = indeksi.begin(); it!=indeksi.end(); it++) cout<<*it<<endl; Budući da se u kolekciji nalaze vrijednosti tipa int funkcija sort bez problema vrši sortiranje. Međutim, u slučaju da se unutar kolekcije nalaze objekti korisnički definisanog tipa (npr. tipa Student) onda se za tu klasu mora preklopiti operator<. Ukoliko vam smetaju sortirani elementi, na raspolaganju je funkcija random_shuffle koja će sa zadovoljstvom napraviti nered u vašoj kolekciji. #include <algorithm> class Student{ int indeks; string ImePrezime; public: Student(int i,string ip){ indeks = i; ImePrezime = ip; bool operator< (Student & obj){ if(indeks < obj.indeks) return true; return false; 9

10 friend ostream & operator<<(ostream & out,student & obj); ; ostream & operator<<(ostream & out,student & obj){ out<<"\t"<<obj.indeks<<" "<<obj.imeprezime; return out; vector<student> studenti; vector<student>::iterator it; studenti.push_back(student(1004,"jasmin Azemovic")); studenti.push_back(student(1000,"denis Music")); studenti.push_back(student(1003,"goran Skondric")); studenti.push_back(student(1002,"adil Joldic")); studenti.push_back(student(1001,"mohamed El-Zayat")); cout<<"studenti prije sortiranja: "<<endl; for(it = studenti.begin(); it!=studenti.end(); it++) cout<<*it<<endl; sort(studenti.begin(),studenti.end()); cout<<"\nstudenti poslije sortiranja: "<<endl; for(it = studenti.begin(); it!=studenti.end(); it++) cout<<*it<<endl; random_shuffle(studenti.begin(),studenti.end()); cout<<"\nstudenti poslije random_shuffle: "<<endl; for(it = studenti.begin(); it!=studenti.end(); it++) cout<<*it<<endl; U praksi se veoma često javlja potreba za konverzijom različitih tipova podataka u tip podatka string koji služi za ispis, povratna vrijednost funkcije i sl. Mada je u okviru nastave iz predmeta Programiranje II pomenuto nekoliko funkcija za konverziju, u narednom primjeru će biti predstavljen još jednostavniji način koji zahtijeva korištenje stringstream objekta definisanog unutar sstream biblioteke. Jednostavnost korištenja objekta tipa stringstream se može vidjeti u narednom primjeru. #include <sstream> #include <algorithm> string inttostring(int broj){ stringstream obj; obj<<broj; return obj.str();//funkcija str() nam vraća string konvertovane vrijednosti //pohranjene u stringstream objektu vector<int> indeksi; vector<int>::iterator it; indeksi.push_back(1099); indeksi.push_back(1005); indeksi.push_back(1058); indeksi.push_back(1012); cout<<"indeksi prije sortiranja: "<<endl; 10

11 for(it = indeksi.begin(); it!=indeksi.end(); it++) cout<<*it<<endl; sort(indeksi.begin(),indeksi.end()); cout<<"indeksi poslije sortiranja: "<<endl; for(it = indeksi.begin(); it!=indeksi.end(); it++) cout<<*it<<endl; string indeksistring = ""; for(it = indeksi.begin(); it!=indeksi.end(); it++) indeksistring += inttostring(*it) + ", "; cout<<"indeksi unutar tipa string: "<<indeksistring<<endl; Za kraj priče o vektorima, spomenut ćemo template iterator ostream_iterator koji omogućava jednostavan ispis elemenata nekog kontejnera. Korištenje ovog iteratora se vrši na sljedeći način: ostream_iterator<int, char> out_iter(cout, "\n"); Prvi formalni argument int označava tip elemenata koji se nalaze u kontejneru, a char tip elemenata koji će se koristiti prilikom ispisa. Naziv iteratora je out_iter nakon čega se kao parametar navodi objekt koji se koristi prilikom ispisa (u ovom slučaju cout, a također je to mogao biti i objekt za upis u fajl i sl.). Kao posljednji argument, koristi se delimiter tj. argument kojim se definiše aktivnost poslije ispisa svakog od elemenata u kontejneru (u našem slučaju program prelazi u novi red). Nakon kreiranja iteratora, dovoljno je samo pozvati funkciju copy koja prihvata tri argumenta: prvi argument označava početak, drugi argument označava kraj ispisa, te se kao posljednji argument navodi ime ostream_iterator, što je prikazano u narednom primjeru: #include <algorithm> vector<int> indeksi; vector<int>::iterator it; indeksi.push_back(1099); indeksi.push_back(1005); indeksi.push_back(1058); indeksi.push_back(1012); ostream_iterator<int, char> out_iter(cout, "\n"); cout<<"indeksi prije sortiranja: "<<endl; copy(indeksi.begin(),indeksi.end(), out_iter); sort(indeksi.begin(),indeksi.end()); cout<<"indeksi poslije sortiranja: "<<endl; copy(indeksi.begin(),indeksi.end(), out_iter); Kako biste bili sigurni da u potpunosti razumijete način korištenja ostream_iterator iteratora, prethodni primjer prilagodite na način da se putem funkcije copy ispišu svi podaci koji se nalaze u vektoru mojistudenti (vector<student> mojistudenti). 11

12 List klasa Template klasa list koja je definisana unutar istoimene biblioteke ne predstavlja ništa drugo nego povezanu listu elemenata. Naime, svaki element u listi, osim prvog i posljednjeg, je povezan sa svojim prethodnim i narednim elementom. Glavna razlika između vector i list klase jeste u činjenici da vector pruža efikasniji način pristupa pojedinim elementima, dok liste posjeduju efikasniji način dodavanja i izbacivanja elemenata. Također, za razliku od vektora, elementima liste nije moguće pristupiti koristeći operator[]. Način korištenja liste je dosta sličan korištenju vektora, što se može vidjeti iz sljedećeg primjera: #include <list> //kreiramo iterator ostream_iterator<string,char> out(cout,"\n"); //kreiramo listu list<string> godinestudija; //dodajemo elemente na kraj liste godinestudija.push_back("treca"); godinestudija.push_back("cetvrta"); //dodajemo elemente na pocetak liste godinestudija.push_front("druga"); godinestudija.push_front("prva"); //ispisujemo elemente liste godidenstudija copy(godinestudija.begin(),godinestudija.end(),out); Zbog velike sličnosti sa klasom vector, liste neće biti detaljnije pojašnjavane. U nastavku je prikazan primjer sa najčešće korištenim funkcijama list klase. #include <list> ostream_iterator<string> list_iterator(cout,"\n"); //kreiramo listu fit od 3 elemenata cija je vrijednost FIT list<string> fit(3, "FIT"); cout<<"\noriginal: "<<endl; copy(fit.begin(),fit.end(),list_iterator); //kreiramo niz od 3 stringa sa imenima gradova string lokacije [] = {"Mostar", "Sarajevo","Bihac"; //na kraj liste fit dodajemo sve gradove iz niza lokacije fit.insert(fit.end(),lokacije, lokacije + 3); cout<<"\nposlije insert lokacija : "<<endl; copy(fit.begin(),fit.end(),list_iterator); //iz liste uklanjamo sve elemente koji imaju vrijednost FIT fit.remove("fit");//u listi ostaju samo lokacije tj. imena gradova cout<<"\nposlije remove FIT elemenata: "<<endl; copy(fit.begin(),fit.end(),list_iterator); //posto su u listi fit ostali samo nazivi gradova koristimo je za 12

13 //kreiranje nove liste lokacija2 list<string> lokacije2(fit); //kreiramo novu listu sa drugim gradovima koju cemo u nastavku //koristiti za premijestanje u drugu listu list<string> lokacije3; lokacije3.push_back("zenica"); lokacije3.push_back("prozor"); lokacije3.push_back("gorazde"); //komanda splice premijesta elemente sa destinacije na definisanu lokaciju //nakon ovoga lista lokacija3 ce biti prazna lokacije2.splice(lokacije2.begin(),lokacije3); cout<<"\nposlije koristenja funkcije splice(destinacija, izvor): "<<endl; copy(lokacije2.begin(),lokacije2.end(),list_iterator); //namjerno dodajemo elemente koji vec postoje lokacije2.push_front("mostar"); lokacije2.push_back("mostar"); lokacije2.push_back("sarajevo"); cout<<"\nposlije dodavanja novih elemenata: "<<endl; copy(lokacije2.begin(),lokacije2.end(),list_iterator); //funkcija za sortiranje liste lokacije2.sort(); //funkcija za uklanjanje dupliranih elemenata lokacije2.unique(); cout<<"\nposlije koristenja funkcija sort() i unique(): "<<endl; copy(lokacije2.begin(),lokacije2.end(),list_iterator); Regular expressions U svakodnevnom razvoju aplikacija veoma često se javlja potreba za različitim vrstama manipulacije tekstom. U tom kontekstu, sa C++ 11 implementacijom dolazi jedan vrlo efikasan mehanizam koji se koristi i u drugim programskim jezicima, a poznat je pod nazivom regex (regular expression). Pomenuti mehanizam dolazi u okviru STL-a (biblioteka regex), a definiše set pravila (gramatiku) zahvaljujući kojima se, na jednostavan način, može izvršiti kompleksna pretraga i zamjena tekstualnog sadržaja. Kao najjednostavniji primjer korištenja regex gramatike može se navesti specifikacija opsega: [a - z] //znak u opsegu od a do z [a - z0-9]//znak u opsegu od a do z ili od 0-9 Definisanju opsega se veoma često pridružuju operatori koji omogućavaju definisanje broja ponavljanja znakova unutar opsega: * (označava nijedno ili više ponavljanja), + (označava jedno ili više ponavljanja), te? (označava nijedno ili jedno ponavljanje). [a - z]+ //znakovi u opsegu od a do z koji se pojavljuju jednom ili više puta Prethodno definisani opseg zadovoljava bilo koju od sljedećih kombinacija: fit fitt 13

14 unmofit Definisanje opsega je prvenstveno zasluga uglastih zagrada što se može vidjeti iz sljedećih pravila: fit+ //zadovoljava: fit fitt ffittt (fit)+ //() - formira grupu // zadovoljava: fit fitfit fitfitfit f[a-z]*t // zadovoljava: ft fit fakultet fleksibilnost Ukoliko je potrebno ograničiti broj ponavljanja znakova iz određenog opsega na raspolaganju je sintaksa {n, m npr: f[a-z]{1,3t // zadovoljava: fit fiat Pored opsega, moguće je navesti tačan broj ponavljanja {n ili koristeći {n, naznačiti da može biti n ili više ponavljanja. Pošto ste savladali osnove pojmove gramatike regular expressions-a vrijeme je da provjerimo njihovu praktičnu primjenu. Na samom početku je potrebno kreirati objekat tipa regex, te mu dodijeliti pravilo prema kome će se vršiti pretraga. Najjednostavniji način da se uradi pretraga tekstualnog sadržaja je korištenje funkcije regex_search, a ako određeni tekst u potpunosti mora odgovarati definisanom formatu onda je na raspolaganju funkcija regex_match. #include <regex> string crt = "\n \n"; string tekst1 = "fakultet fit mostar"; string tekst2 = "fit"; string tekst3 = "fiat"; string tekst4 = "fakultet"; string pravilo = "f[a-z]{1,3t"; smatch odgovarapravilu; regex reg(pravilo); //objekat odgovarapravilu smo testirali samo u prvoj pretrazi //zbog toga sto tekst1 ima vise od jedne rijeci if (regex_search(tekst1, odgovarapravilu, reg)){ cout <<tekst1<< " zadovoljava pravilo: "<<pravilo << endl; cout << "Pronadjno: " << odgovarapravilu.str() << crt; if (regex_search(tekst2, reg)) cout << tekst2 << " zadovoljava pravilo: " << pravilo << crt; if (regex_search(tekst3, reg)) cout << tekst3 << " zadovoljava pravilo: " << pravilo << crt; if (regex_search(tekst4, reg)) cout << tekst4 << " zadovoljava pravilo: " << pravilo << crt; 14

15 Zanimljiva je upotreba objekta tipa smatch koga je potrebno proslijediti prilikom poziva funkcije regex_search, a koji je zadužen da čuva informaciju o pronađenom dijelu teksta koji zadovoljava postavljeno pravilo. Pronalaženje svih dijelovi teksta koji odgovaraju postavljenom pravilu je omogućeno korištenjem iteratora o kojima je bilo mnogo riječi u prethodnom dijelu materijala. #include <regex> #include <iterator> void main() { string tekst = "fakultet fit se nalazi u mostaru. fiat je oficijelno vozilo studenata fit-a ;)"; //da li regex razlikuje velika i mala slova? string pravilo = "f[a-z]{1,4t"; smatch odgovarapravilu; regex reg(pravilo); //prefiks s označava da se radi o regex iteratoru koji je namijenjen za string //da se radi o običnom nizu karaktera onda bismo kreirali regex_iterator sregex_iterator it_poc(tekst.begin(), tekst.end(), reg); //it_kraj se kreira koristeci defaultni konstruktor i postavlja na vrijednost //kraja kontejnera, te nam sluzi prvenstveno za potrebe izvrsenja while petlje sregex_iterator it_kraj; while (it_poc!= it_kraj) { cout << "Pronadjeno " << it_poc->str() <<" na lokaciji " << it_poc->position()<< endl; it_poc++; Pored osnovnih pravila gramatike na raspolaganju je i čitav set specijalnih karaktera, kvatnifikatora, te karakter klasa koji omogućavaju kreiranje vrlo kompleksnih provjera tekstualnog sadržaja. Karakter klase omogućavaju da se na jednostavan način definišu čitave kategorije karaktera. Nazivi pojedinih klasa su pominjani u okviru predmeta Programiranje II, tačnije u okviru lekcije pod nazivom Manipulisanje nizovima karaktera, što je vidljivo iz naredne tabele. Klasa [:alnum:] brojevi ili karakteri [:alpha:] karakteri [:digit:] brojevi [:lower:] mala slova [:punct:] interpunkcijski znak [:space:] prazan prostor [:upper:] velika slova Opis Specijalni karakteri imaju posebno značenje u gramatici jer omogućavaju opisivanje određenih dijelova teksta koje bi bilo jako teško predstaviti običnim karakterima. Karakter Opis. bilo koji znak osim znaka za prelazak u novu liniju 15

16 \t tabulator \n novi red \0 NULL \d broj, isto kao [:digit:] \D negacija broja, suprotno od [:digit:] \s prazan prostor \S negacija praznog prostora \karakter karakter [klasa] klasa karaktera (opisana u prethodnoj tabeli) [^klasa] negacija klase karaktera Gramatika predviđa mogućnost korištenja tvrdnji kojima se opisuju uslovi koji moraju biti ispunjeni prije ili poslije traženih karaktera, pa se početak označava znakom ^, a kraj znakom $. Alternative ili mogućnost pretrage po većem broju kriterija se odvajaju koristeći znak pipe ( ). Postoje i granične tvrdnje \b i \B koje omogućavaju definisanje da se traženi dio nalaziti samostalno (npr: \bvod\b odgovara samo riječi vod, ali ne i riječi vodovod) ili u okviru nekih drugih znakova (npr: \Bvod\B ne odgovara riječi vod ali odgovara i riječi odvodi). Treba još pomenuti način na koji se može definisati slijeđenje ili relacija između dva tražena dijela, pa će tako tvrdnji fit(?=\s+mostar) odgovarati svi slučajevu u kojima nakon riječi fit dolazi jedan ili više praznih prostora (\s+) nakon čega slijedi riječ mostar. Negacija prethodne tvrdnje se dobije jednostavnom zamjenom operatora jednakosti (=) sa dvotačkom (:). Kao podsjetnik, važno je napomenuti da se za dobijanje obrnute kose crte unutar navodnika trebaju navesti dvije obrnute kose crte (\\ rezultira \). Naredni veoma jednostavan primjer od korisnika zahtijeva da unese ime, prezime i lozinku koja u sebi ne smije sadržavati ime ili prezime. #include <regex> int main(){ string crt = "\n \n"; string ime, prezime, korinsnickoime, lozinka, pravilo; cout << crt << "\t::registracijska FORMA::" << crt; cout << "Unesite ime: "; getline(cin, ime);//denis cout << "Unesite prezime: "; smatch odgovara; getline(cin, prezime);//music //automatski generisano korisnicko ime korinsnickoime = ime + "." + prezime; cout << "Korisnicko ime: "<<korinsnickoime<<crt; cout << "LOZINKA NE SMIJE SADRZAVATI IME ILI PREZIME"; pravilo = "(?:(" + ime + " " + prezime + "))"; //u slucaju da unesemo ime:denis i prezime:music //pravilo = "(?:(denis music))"; //mada nam u ovom primjeru slijedjenje i nije //previse bitno jer pokusavamo pronaci ime ili prezime bilo gdje u sadrzaju do{ cout << crt << "Unesite lozinku: "; getline(cin, lozinka); while (regex_search(lozinka, regex(pravilo))); cout << crt << "Registracija uspjesna!" << crt; return 0; 16

17 U narednom zadatku će biti implementiran veći broj zahtjeva koji se odnose na kreiranje lozinke korisnika. int main(){ string crt = "\n \n"; string ime, prezime, korinsnickoime, lozinka, pravilo; cout << crt << "\t::registracijska FORMA::" << crt; cout << "Unesite ime: "; getline(cin, ime); cout << "Unesite prezime: "; smatch odgovara; getline(cin, prezime); //automatski generisano korisnicko ime korinsnickoime = ime + "." + prezime; cout << "Lozinka mora sadrzavati:"; cout << "\n - najmanje 7 znakova";//(?=.{7,) cout << "\n - velika slova";//(?=.*[a - Z]) cout << "\n - mala slova";//(?=.*[a - z]) cout << "\n - brojeve";//(?=.+\\d) cout << "\n - najmanje 2 ponavljanja jednog "; cout<<"od sljedecih znakova: '@','*','_'";//(?=.*[@*_]{2) pravilo = "(?=.{7,)(?=.+\\d)(?=.*[a-z])(?=.*[A-Z])(?=.*[@*_]{2)"; do{ cout << crt << "Unesite lozinku: "; getline(cin, lozinka); while (!regex_search(lozinka, regex(pravilo))); cout << crt << "Registracija uspjesna!" << crt; cout << "Korisnicko ime: " << korinsnickoime << crt; cout << "Lozinka: " << lozinka << crt; return 0; U nastavku je prikazan primjer u okviru koga se od korisnika zahtijeva da unese broj telefona u definisanom formatu. int main(){ string crt = "\n \n"; string tel, pravilo; cout << crt << "::PRETRAGA PO TELEFONSKOM BROJU::" << crt; cout << "Podrzani formati unosa:" << crt; cout << " " << crt; cout << " " << crt; cout << "+387(61)222333" << crt; cout << "+387(61) " << crt; cout << "+387(61) " << crt; /* (\\+)? - opcionalan znak + na pocetku (nijedna ili jedna) (\\d{3) - tri broja (npr. 387) (\\()? - opcionalna lijeva zagrada "(" (\\d{2) - dva broja (npr. 61) (\\))? - opcionalna desna zagrada ")" ([-.])? - opcionalni znak tačka "." ili crtica "-" (\\d{3) - tri broja (npr. 222 ) ([-.])? - opcionalni znak tačka "." ili crtica "-" (\\d{3) - tri broja (npr. 333) */ pravilo = "(\\+)?(\\d{3)(\\()?(\\d{2)(\\))?([-.])?(\\d{3)([-.]?)(\\d{3)"; do{ cout << "Unesite broj telefona: "; getline(cin, tel); while (!regex_match(tel, regex(pravilo))); 17

18 cout << crt << "PRETRAGA U TOKU..." << crt; return 0; Jedini dio pravila iz prethodnog primjera koji je možda potrebno pojasniti jeste onaj koji definiše opcionalno navođenje zagrada: (\\()?. Naime, već je pojašnjeno da se znakom? označava jedno ili nijedno pojavljivanje onoga što je navedeno unutar zagrada tj. onog dijela koji se nalazi unutar ()?.Također je pojašnjeno da je za dobijanje jedne obrnute kose crte potrebno navesti dvije obrnute kose crte, pa tako (\\)? rezultira (\)?. Nakon toga je preostalo samo da se doda znak koji se treba pojaviti jednom ili nijednom, a to je zagrada (\\()?. Pretraga teksta dobija svoju puni smisao samo u slučaju kada je pronađeni sadržaj moguće zamijeniti nekim drugim (odgovarajućim) sadržajem. Zamjenu teksta je na veoma jednostavan način moguće izvršiti koristeći funkciju regex_replace koja kao povratnu vrijednost vraća zamijenjeni, a ne originalni tekstualni sadržaj. #include <regex> int main(){ string crt = "\n \n"; //pronadji duplirane riječi i zamjeni ih jednom (npr. Apple Apple -> Apple) string pravilo = "([A-Za-z]+) \\1"; /*([A-Za-z]+)\\ pronalazi dupla slova unutar rijeci, a posto je koristenjem zagrada formirana grupa, onda se broj 1 odnosi na prvu grupu tj. njeno ponavljanje (ako se pronadje rijec Apple ona ce predstavljati grupu, onda bi nakon nje opet trebala doci rijec Apple) posto se zagradama moze definisati vise grupa*/ regex reg(pravilo); string zamijenisa; //tekst za vjezbu string tekst = "FIT Univerziteta " "\"Dzemal Bijedic\" u Mostaru je postao oficijalni Pearson VUE Testing centar." "Pearson VUE (Pearson Virtual University Enterprise) vodeca je medjunarodna" "organizacija za polaganja industrijskih certifikata cije usluge koriste mnoge " "poznate firme i organizacije kao sto su Adobe, Apple Apple IT, Cisco, C++ Institute," "VMware, Symantec, Oracle, Novell, Nokia Solutions and networks, Linux Professional" "Institute, Juniper Networks, CompTIA, Citrix i mnogi drugi."; //zamijeni duple rijeci sa jednom tekst = regex_replace(tekst, reg, "$1"); cout<<crt << tekst << crt; pravilo = "\\bfit\\b";//pronadji rijec FIT reg = pravilo; cout << crt << tekst << crt; //FIT zamijeni sa tekst = regex_replace(tekst, reg, ""); cout << crt << tekst << crt; do{ cout << "Unesite pravilo: "; getline(cin, pravilo); reg = pravilo; cout << "Pronadjeno mijenjate sa: "; getline(cin, zamijenisa); tekst = regex_replace(tekst, reg, zamijenisa); system("cls"); cout << crt << tekst << crt; while (pravilo!= "STOP"); return 0; 18

19 Za vježbu 1. Implementirajte korištenje regular expression-a za definisanje pravila koja će se koristiti prilikom provjere validnosti adrese korištene kao atribut klase. 2. Implementirajte korištenje regular expression-a kako biste sljedeći string-a očistili od html tag-ova i dobili samo tekst. string htmlpage = "<html><head><title>page Title</title></head><body><h1>My First Heading</h1><p>My first paragraph.</p></body></html>"; 19