Funções definidas pelo usuário STL oferece a possibilidade de que o usuário escreva seus próprios algoritmos para processar os elementos de coleções #include.

Apresentação em tema: "Funções definidas pelo usuário STL oferece a possibilidade de que o usuário escreva seus próprios algoritmos para processar os elementos de coleções #include."— Transcrição da apresentação:

1 Funções definidas pelo usuário STL oferece a possibilidade de que o usuário escreva seus próprios algoritmos para processar os elementos de coleções #include template void PRINT_ELEMENTS( const T& col, const char* opcional = { typename T::const_iterator pos; std::cout << opcional; for (pos = col.begin(); pos != col.end(); ++pos) std::cout << *pos << ; std::cout << endl; }

2 Algoritmos definidos pelo usuário #include typedef sdt::set IntSet; IntSet col; col.insert(3); col.insert(1); col.insert(4); col.insert(1); col.insert(2); col.insert(5); PRINT_ALL_ELEMENTS(col, Set: );

3 Funções como argumentos Vários algoritmos permitem a passagem de funções definidas pelo usuário como parâmetros. Essas serão chamadas pelo algoritmo void print(int elem) { cout << elem << ; } int main() { vector col; for (int i=1; i<=9; ++i) col.push_back(i); for_each(col.begin(), col.end(), print); cout << endl; }

4 Funções como argumentos Algumas vezes são requeridos, outras opcionais. Podem especificar critérios de busca, de ordenação ou definir uma manipulação enquanto transferindo elementos de um container para outro int square(int val) { return val * val; } int main() { vector col; vector col2; for (int i=1; i<=9; ++i) col.push_back(i); transform(col.begin(), col.end(), std::back_inserter(col2), square); cout << endl; }

5 Predicados São funções que retornam um valor Booleano Usadas em critérios de busca ou ordenação Predicado sempre retorna o mesmo resultado para o mesmo valor bool isPrime (int number) {... } list col; //... preenche a lista list ::iterator pos; pos = find_if(col.begin(),col.end(),isPrime); if (pos != col.end()) cout << Primeiro número primo é: << *pos << endl; else cout << Nenhum número primo encontrado << endl;

6 Predicados Binários Comparam propriedades específicas de dois argumentos class Pessoa { public: string nome(); string sobrenome(); } bool pessoaCriterio(cont Pessoa& p1, const Pessoa& p2) { return ( p1.sobrenome() < p2.sobrenome() || (!p2.sobrenome() < p1.sobrenome()) && p1.nome() < p2.nome()); } deque col;... sort(col.begin(), col.end(), pessoaCriterio);

7 Objetos Função Objetos que comportam-se como função são functors O que é uma função? algo que pode ser chamado usando parênteses e passando argumentos: function(arg1,arg2) Como criar classes que podem se comportar como função: class X { public: valor_retorno operator() (argumentos);... }; X fo; fo(arg1,arg2); fo.operator() (arg1,arg2);

8 Objetos Função class PrintInt{ public: void operator() (int elem) const { cout << elem << ; } void main() { vector col; //... for_each(col.begin(), col.end(), PrintInt); }

9 Objetos Função São mais espertos que funções pois podem possuir mais habilidades que o operador (). Podem ter outros membros e atributos, ou seja tem um estado próprio Cada objeto função tem seu próprio tipo, mesmo que sua assinatura seja idêntica a de outro objeto São usualmente mais rápidos que funções ordinárias class AddVal() { public: AddVal(int v) : val_(v); void operator(int& elem) { elem += val_; } } AddVal add3(3); AddVal add4(4); for_each(col.begin(),col.end(),add3); for_each(col.begin(),col.end(),add4);

10 Elementos de Containers Um elemento de container devem ser copiável por um construtor de cópia containers guardam cópias dos elementos nele inseridos Um elemento de container deve ser associável por um operador de associação Um elemento de container deve ser destruível por um destrutor ContType ccria um container vazio ContType c1(c2)copia um container do mesmo tipo ContType c(beg, end)cria e inicializa com os elem. do intervalo c.size()retorna o numero de elementos do container c.empty()retorna se o container esta vazio ou não c.insert(pos, elem) insere elemento em posição c.erase(beg,end)remove elementos do intervalo c.clear()remove todos os elementos

11 Iterator Adapters Iteradores são abstrações: qualquer coisa que se comporte como um iterador é um iterador. É possível escrever classes que oferecem interfaces iguais a dos iteradores mas fazem coisas diferentes STL fornece alguns iteradores especiais com comportamento pré- definido: iterator adapters Acrescentam poder ao conceito de iteradores

12 Insert Iterators Algoritmos STL trabalham sobre iteradores e não sobre coleções Iteradores não conhecem detalhes das coleções que estão percorrendo Iteradores tradicionais trabalham no modo sobreposição: col2.resize(col1.size());// necessário copy(col1.begin(), col1.end(), col2.begin(); // pré- alocação Insert Iterators : permitem que os iteradores trabalhem em modo inserção. Eliminam o problema de algoritmos que tentam escrever em destinos sem memória suficiente: destino cresce automaticamente

13 Insert Iterators Back Inserters: inserem novos elementos ao final da coleção atrravés do método ( push_back ) copy(col1.begin(),col2.end(),back_inserter(col2)); Front Inserters: inserem novos elementos no início da coleção através do método ( push_front ) copy(col1.begin(),col2.end(),front_inserter(col2)); Inserters: inserem na posição seguinte à posição passada como segundo parâmetro na sua construção. Usam o método ( insert ) copy(col1.begin(),col2.end(),inserter(col2, col2.begin()));

14 Stream Iterators São iteradores que lêem de e escrevem em um objeto que representa um canal de entrada/saída (stream) Os caracteres lidos de um teclado comportam-se como uma coleção A saída de um algoritmo pode ser redirecionada para um arquivo ou tela vector col; copy(istream_iterator (cin),// começo da fonte istream_iterator (),// fim da fonte back_inserter(col));// destino sort(col.begin(),col.end()); copy(col.begin(),col.end(),// fonte ostream_iterator (cout,\n); // destino

15 Invalidação de Iteradores Operações de inserção e remoção podem invalidar iteradores Invalidação de iteradores depende do container vector coll; vector ::iterator it = coll.begin(); for (int i=0; i <4; i++) { coll.insert(it,i); // Erro! it é invalidado após inserção it++; }

16 Invalidação de Iteradores Operações de inserção e remoção podem invalidar iteradores Invalidação de iteradores depende do container vector coll; vector ::iterator it = coll.begin(); for (int i=0; i <4; i++) { it = coll.insert(it,i); // o.k it++; }

17 Objetos Função Permitem que os algorimos executem um código fornecido pelo usuário for_each(col.begin(),col.end(),AddValue(10)); Predicados são funções que retornam verdadeiro ou falso pos = find_if(col.begin(),col.end(),isPrime)

18 Objetos Função e Predicados pré-definidos Predicados equal_to(binário) arg1 == arg2 greater(binário) arg1 < arg2 less(binário) arg1 > arg2... Objetos Funcionais plus(binário) arg1 + arg2 minus(binário) arg1 - arg2 multiplies(binário) arg1 * arg2...

19 Adaptadores de função Predicados e funções podem ser os pré-definidos ou escritos pelos usuários Muitas vezes necessita-se de um predicado que é ligeiramente diferente de um predicado pré-definido Para isso são usados adaptadores pos = find_if(col.begin(),col.end(),bind2nd(greater (),42)) // retorna primeiro elemento menor que 42 pos = transform(col.begin(),col.end(), col2.begin(),bind1st(minus (),1000)) // copia para coleção 2, 1000 menos os elementos de coleção 1

20 Adaptadores para funções membro class Person { //... void print () const { std::cout << name << std::endl; } void printWithPrefix (std::string prefix) const { std::cout << prefix << name << std::endl; } }; std::vector & coll; //.... for_each (coll.begin(), coll.end(), mem_fun_ref(&Person::print)); for_each (coll.begin(), coll.end(), bind2nd(mem_fun_ref(&Person::printWithPrefix), "person: "));

21 Containeres Containeres são diferentes tanto em eficiência quanto em termos de operações e invalidação de iteradores: escolha com cuidado Containeres guardam cópias de elementos e retornam cópias: forneça construtores de cópia e operadores de associação eficientes Use if (c.empty()) ao invés de if (c.size() == 0) Prefira funções e algoritmos que trabalham sobre range ao invés de manipular elemento a elemento

22 Exemplo Dados dois vetores v1 e v2 qual a melhor forma de fazer com que o conteúdo de v1 seja igual a segunda metade do conteúdo de v2? Usando loop v1.clear(); vector ::const_iterator ci; for (ci=v2.begin() + v2.size()/2; ci != v2.end(); ci++) { v1.push_back(*ci); } Resposta: usar membro assign ao invés de loop nos elementos: v1.assign(v2.begin()+v2.size()/2, v2.end()); v1.clear(); copy(v2.begin()+v2.size()/2,back_inserter(v1));

23 Algoritmos que não modificam estrutura Servem para encontrar algo sobre a estrutura ou sobre os elementos da estrutura sem escrever loops explícitos for_each : retorna a função passada como terceiro argumento class MeanValue { private: long num; // número de elementos long sum; // soma de todos os valores dos elementos public: MeanValue () : num(0), sum(0) {} void operator() (int elem) { num++; // incrementa contador sum += elem; // acumula valor } double value () { return static_cast (sum) / static_cast (num); } }; MeanValue mv = for_each (coll.begin(), coll.end(), MeanValue()); cout << "mean value: " << mv.value() << endl;

24 Família Find Percorre uma sequência ou um par de sequências a fim de encontrar um valor ou um elemento que atenda o predicado p = find(col.begin(),col.end(),3) p = find_if (col.begin(),col.end(),isPrime) vector coll; list searchcoll; pos = find_first_of (coll.begin(), coll.end(), searchcoll.begin(), searchcoll.end()); pos = adjacent_find (coll.begin(), coll.end()); if (pos != coll.end()) { cout << "first two elements with equal value have position " << distance(coll.begin(),pos) + 1

25 Count vector coll; // conta o número de elementos com valor 4 num = count (coll.begin(), coll.end(), 4); cout << "number of elements equal to 4: " << num << endl; // conta o número de elementos pares num = count_if (coll.begin(), coll.end(), isEven); cout << "number of elements with even value: " << num << endl; // conta número de elementos com valor maior que 4 num = count_if (coll.begin(), coll.end(), bind2nd(greater (),4)); cout << "number of elements greater than 4: " << num << endl;

26 Algoritmos que modificam estrutura É melhor aplicar algoritmos do que iterar sobre eles: for (it = col1.begin(); it!= col1.end(); it++) col2.push_back(*it); copy(col1.begin(); col1.end(), col2.begin()); transform(col.begin(); col.end(); col2.begin(), square); pos = unique (col.begin(), col.end()); swap (sentence[1], sentence[3]);

27 Resumo VectorDequeList Estrutura internaarray dinâmicoarray de arraylista duplamente linkada Elementosvalor Valores duplicadossim Acesso aleatóriosim não Iteradoresacesso aleatório bidirecional Busca elementoslenta muito lenta Inserção/Remoção é rápida no fimno fim e no começo qualquer lugar Invalida iteradoresqdo realocasemprenunca Libera memória remoção nuncaàs vezessempre

28 Resumo SetMultisetMapMultimap Estrutura internaárvore binária Elementosvalor (chave,valor) Valores duplicadosnãosimnão para chavesim Acesso aleatórionão com a chavenão Iteradoresbidirecional Busca elementosrápida rápido para chave Inserção/Remoção é rápida --- Invalida iteradoresnunca Libera memória remoçãosempre

29 Containeres Especiais Stack: métodos push(), pop(), top() #include stack st; Queues: métodos push(), front(), back(), pop() #include queue q; Priority Queues: métodos push(), pop(), top() #include priority_queue,greater > p; Bitsets: arrays de bits (valores booleanos) enum Color { red, green, blue... } bitset usedColors; usedColors.set(red); usedColors.set(green);

30 Strings Podem ser usados como tipos normais Podem ser copiadas, comparadas, associadas como tipos fundamentais sem a preocupação sobre a existência de memória suficiente p. ex. Operadores : =, ==, + (concatenação) #include string filename, tmpname; string suffix(tmp); int idx = filename.find(.); if (idx == string::npos) tmpname = filename + suffix; else { string basename = filename(0,idx); tmpname = basename + suffix; }

31 I/O Streams Em C++ entrada/saída é executada através de streams: canais de entrada e saída onde fluem sequências de caracteres. Entrada é interpretada como dados fluindo de um stream e saída como dados fluindo para um stream Existem duas classes de streams: istream e ostream A biblioteca IOStream define alguns objetos globais do tipo istream e ostream. Esses objetos correspondem aos canais padrão de entrada e saída: cin : canal de entrada padrão, geralmente conectado, pelo sistema operacional, ao teclado cout : canal de saída padrão, geralmente conectado, pelo sistema operacional, ao monitor cerr : canal de saída padrão para a saída de erros, geralmente também conectado ao monitor clog : canal de saída padrão para a saida de log, geralmente também conectadoao monitor

32 I/O Streams Operadores de deslocamento > são sobrecarregados para representarem os operadores de entrada e saída Manipuladores: objetos especiais que manipulam os streams endl envia um ´\n´ e descarrega o buffer ends envia um ´\0´ flush descarrega o buffer ws lê e descarta espaços em branco Formatação é feita através de flags cout << std::setw(8) << std::setfill(´_´) << -3.14 << endl; // ___-3.14

33 Acesso a arquivos Streams podem ser usadas para acessar arquivos: ofstream e ifstream. Permissões são controladas por flags Exemplo : const string saida = xxx.txt; const string entrada = yyy.txt; ofstream file(saida.c_str(),std::ios:app); if (!file)// erro na abertura do arquivo {... } for (int i=32; i<256; i++) file << i << ; ifstream file2(entrada.c_str()); if (file2) { char c; while (file.get(c)) cout.put(c) }