Einführung in die STL anhand eines ausgewählten Beispiels

Transkript

1 Einführung in die STL anhand eines ausgewählten Beispiels Frank M. Thiesing frank.thiesing/stl/stl-folien.pdf

2 Inhalt Überblick über die C++ STL Container Iteratoren Algorithmen Erweiterungen der STL Tipps und Tricks Weiterführende Literatur

3 Überblick STL C++ Standard-Template-Library Herzstück der C++ Standardbibliothek Daten-Behälter (Container) für effiziente Mengenverarbeitung Templates: Schablonen für generische Datenstrukturen und Algorithmen Standardisierte, deshalb einheitliche Schnittstelle

4 Bestandteile der STL Algorithmen for_each(), find(), transform(), sort(),... Iteratoren Container

5 Sequentielle Container Vector: Deque: List:

6 Assoziative Container Set/Multiset: Intern: Balancierter Binärbaum Map/Multimap:

7 Bsp.: Vector #include <iostream> #include <vector> using namespace std; int main() { vector<int> menge; // Vector-Container fuer int for (int i=1; i<=6; i++) { menge.push_back(i); for (int i=0; i<menge.size(); i++) { cout << menge[i] << ' '; cout << endl; Ausgabe:

8 Bsp.: Deque #include <iostream> #include <deque> using namespace std; int main() { deque<float> menge; // Deque-Container fuer float for (int i=1; i<=3; i++) { menge.push_front(i*1.1); menge.push_back(i*1.1); for (int i=0; i<menge.size(); i++) { cout << menge[i] << ' '; cout << endl; Ausgabe:

9 Bsp.: List #include <iostream> #include <list> using namespace std; int main() a b c... y z { list<char> menge; // List-Container fuer char for (char c='a'; c<='z'; c++) { menge.push_back(c); while (! menge.empty()) { cout << menge.front() << ' '; menge.pop_front(); cout << endl; Ausgabe: a b c... y z

10 Iteratoren Wie Zeiger in C/C++: Iterator::operator*() Iterator::operator++() Iterator::operator==() begin() pos ++ end()

11 Bsp.: List mit Iteratoren #include <iostream> #include <list> #include <iterator> using namespace std; begin() pos ++ end() int main() { list<char> menge; a b c... y z for (char c='a'; c<='z'; c++) { menge.push_back(c); list<char>::iterator pos; for (pos = menge.begin(); pos!= menge.end(); ++pos) { cout << *pos << ' '; cout << endl; Ausgabe: a b c... y z

12 Bsp.: Set #include <set> using namespace std; int main() pos ++ { typedef set<int> IntSet; IntSet menge; menge.insert (3); menge.insert (1); 4 menge.insert (5); menge.insert (4); 2 6 menge.insert (6); menge.insert (2); IntSet::iterator pos; for (pos = menge.begin(); pos!= menge.end(); ++pos) { cout << *pos << ' '; cout << endl; Ausgabe:

13 Map (= assoziatives Array) #include <map> #include <string> using namespace std; int main() { typedef map<string,float> StringFloatMap; StringFloatMap aktien; Aktie: BASF Kurs: Aktie: BMW Kurs: 67.5 Aktie: VW Kurs: 98.5 aktien["basf"] = 123.5; aktien.insert(pair<const string,float>("vw",98.5)); aktien.insert(stringfloatmap::value_type ("BWM",67.5)); StringFloatMap::iterator pos; for (pos = aktien.begin(); pos!= aktien.end(); ++pos) { cout << "Aktie: " << pos->first << '\t' << "Kurs: " << pos->second << endl;

14 Kategorisierung von Iteratoren Bidirectional-Iteratoren operator++ und operator-- Vergleich mit ==,!= Random-Access-Iteratoren Wahlfreier Zugriff Vergleich auch mit <, > Insert-Iteratoren Output- und Stream-Iteratoren

15 begin() end() Algorithmen #include <algorithm> void print (int elem) { cout << elem << ' ';... vector<int> menge; vector<int>::iterator pos, pos5;... pos = min_element (menge.begin(), menge.end()); pos5 = find (menge.begin(), menge.end(), 5); reverse (pos5, menge.end()); sort (menge.begin()+1, menge.end()-1); for_each (menge.begin(), menge.end(), print);

16 Einfügen und Löschen #include <vector> #include <algorithm>... vector<int> menge; vector<int>::iterator pos1, ende; begin() pos end() pos1 = find (menge.begin(), menge.end(), 1); inserter (menge, pos1) = 7; ende = remove (menge.begin(), menge.end(), 4); menge.erase (ende, menge.end()); ende

17 Container-Elemente Anforderungen Copy-Konstruktor Zuweisungsoperator Destruktor Weitere Anforderungen Default-Konstruktor Vergleichsoperator == Operator < für automatische Sortierung

18 Erweiterungen der STL STL ist offen für eigene Erweiterungen Schon da: Container-Adapter für Queue (=Schlange, FIFO) (deque oder list) Priority-Queue (vector oder deque als Heap) Stack (=Keller, LIFO) (vector, deque oder list) Beispiel: Stack über List: #include <stack>... stack<string,list<string>> keller; keller.push("hallo"); cout << keller.top(); keller.pop(); Hallo xyz abc

19 Tipps und Tricks Keine Zeiger als Container-Elemente! Container arbeiten mit Kopien der Werte Positiv: keine Probleme mit Verweisen Negativ: Kopieren dauert seine Zeit Negativ: Elemente nur in einem Container Fehlerbehandlung in der STL Keine Überprüfungen zur Laufzeit Am besten, man macht keine Fehler! Wann benutzt man welchen Container?

20 Zum Nachlesen frank.thiesing/stl/stl.html Nicolai Josuttis: Die C++ Standardbibliothek Addison-Wesley, 1996 Ulrich Breymann: Komponenten entwerfen mit der C++ STL 2. Auflage, Addison-Wesley, 1999