Η βιβλιοθήκη της C++

Η βιβλιοθήκη της C++

1. Γενικές λειτουργίες
2. Λειτουργίες μετατροπής και αρχείων (iostreams)
3. Αλγόριθμοι με τη χρήση ενός επαναλήπτη (iterator) πάνω σε έναν περιέχοντα (container). Οι λειτουργίες αυτές αποτελούν τη βιβλιοθήκη με το όνομα Standard Template Library (STL).
4. Συμβατότητα με τη C

using namespace std;

Γενικές λειτουργίες

bitset

κλάση προτύπων (ως προς το μέγιστο πληθάριθμο του συνόλου) που επεξεργάζεται σύνολο από bit

complex

κλάση προτύπων (ως προς τον τύπου των δύο στοιχείων) μιγαδικών αριθμών. Εξειδικεύσεις της κλάσης είναι μιγαδικοί αριθμοί float, double και long double.

exception

συναρτήσεις χειρισμού διακοπών

limits

ιδιότητες αριθμητικών τιμών

locale

προσαρμογή του προγράμματος σε τοπικά χαρακτηριστικά. Περιλαμβάνονται πρότυπες κλάσεις που ορίζουν:

• τον τρόπο μετατροπής μεταξύ χαρακτήρων
• τη σειρά ταξινόμησης
• το χαρακτηρισμό χαρακτήρων
• τη μετατροπή νομισματικών τιμών
• τη μετατροπή αριθμητικών τιμών
• τη μετατροπή τιμών που παριστάνουν χρόνο
• τη μετατροπή μηνυμάτων προς το χρήστη

stdexcept

κλάσεις για αναφορά διακοπών

string

πρότυπη κλάση που ορίζει σειρές αντικειμένων μεταβλητού μήκους. Εξειδίκευση της κλάσης αυτής είναι οι συμβολοσειρές.

valarray

πρότυπη (ως προς το περιεχόμενο του πίνακα) κλάση που επιτρέπει το μαζικό χειρισμό πινάκων

Λειτουργίες μετατροπής και αρχείων

fstream

πρότυπες κλάσεις iostreams για το χειρισμό εξωτερικών αρχείων

iomanip

δήλωση χειριστών iostreams

ios

βασική κλάση προτύπων iostreams

iosfwd

δήλωση προτύπων κλάσεων iostreams πριν από τον ορισμό τους

iostream

δήλωση των βασικών αντικειμένων iostreams

istream

πρότυπη κλάση που εξάγει στοιχεία

ostream

πρότυπη κλάση που εισάγει στοιχεία

sstream

πρότυπες κλάσεις iostreams που αναφέρονται σε συμβολοσειρές

streambuf

πρότυπες κλάσεις που προσφέρουν ενταμιευτές σε κλάσεις iostreams

strstream

κλάσεις iostreams που λειτουργούν σε στοιχεία που βρίσκονται στη μνήμη

Περιέχοντες και επαναλήπτες στην STL

Στην STL ορίζονται οι παρακάτω πρότυποι (ως προς τα στοιχεία που περιέχουν) περιέχοντες:

list

διπλά συνδεδεμένη λίστα

queue

ουρά

deque

ουρά με πρόσβαση και στις δύο άκρες

map

απεικόνιση (π.χ. από συμβολοσειρές σε ακέραιους)

set

απεικόνιση με μοναδικά στοιχεία στο πεδίο τιμών

stack

στοίβα

vector

πίνακας

• Τυχαία προσπέλαση
• Κίνηση προς τις δύο κατευθύνσεις
• Κίνηση προς τα εμπρός, ή ανάποδη κίνηση

• Είσοδο και έξοδο
• Μόνο είσοδο, ή μόνο έξοδο

• advance
• distance
• ==, !=, <, >, >=, <=
• +, -
• ++, --

assign

ανάθεση τιμής

at

αναφορά σε στοιχείο

back

το τελευταίο στοιχείο

begin

επαναλήπτης που δείχνει στην αρχή της δομής

clear

διαγραφή όλων των στοιχείων

empty

αληθές αν η δομή είναι άδεια

end

επαναλήπτης που δείχνει στο τέλος της δομής

erase

διαγραφή σειράς στοιχείων

front

το πρώτο στοιχείο

insert

προσθήκη στοιχείου

operator[]

πρόσβαση σε στοιχείο

pop_back

αφαίρεση στοιχείου από το τέλος

pop_front

αφαίρεση στοιχείου από την αρχή

push_back

προσθήκη στοιχείου στο τέλος

push_front

προσθήκη στοιχείου στην αρχή

rbegin

ανάστροφος επαναλήπτης που δείχνει στην αρχή της δομής

rend

ανάστροφος επαναλήπτης που δείχνει στο τέλος της δομής

resize

καθορισμός του αριθμού των στοιχείων

size

αριθμός των στοιχείων

swap

εναλλαγή δύο στοιχείων μεταξύ τους

#include <iostream>
#include <deque>

using namespace std;


typedef deque <int>  INTDEQUE;

void main()
{

	// Create A and fill it with elements 1,2,3,4 and 5
	// using push_back function
	INTDEQUE  A;

	A.push_back(1);
	A.push_back(2);
	A.push_back(3);
	A.push_back(4);
	A.push_back(5);

	// Print the contents of A using iterator
	// and functions begin() and end()
	INTDEQUE::iterator pi;

	for (pi = A.begin();  pi != A.end(); pi++)
		cout << *pi << " ";
	cout << "\n";
}

Πρόσθετες λειτουργίες στην STL

Επικεφαλίδα algorithm

adjacent_find

βρίσκει δύο ίσα στοιχεία σε διπλανές θέσεις

binary_search

δυαδική ανίχνευση

copy

αντιγραφή περιοχής

copy_backward

αντίστροφη αντιγραφή περιοχής

count

μέτρημα

count_if

μέτρημα υπό συνθήκη

equal

σύγκριση περιοχών

equal_range

σύγκριση περιοχών με συγκεκριμένη ακρίβεια

fill

πλήρωση περιοχής με τιμή

fill_n

πλήρωση αριθμού στοιχείων με τιμή

find

εύρεση στοιχείου

find_end

εύρεση στοιχείου από το τέλος

find_first_of

εύρεση στοιχείου ίσου με κάποιο μέλος από σύνολο στοιχείων

find_if

εύρεση στοιχείου που να ικανοποιεί συνθήκη

for_each

εκτέλεση συνάρτησης για όλα τα στοιχεία σε περιοχή

generate

πλήρωση περιοχής με αποτέλεσμα συνάρτησης

generate_n

πλήρωση αριθμού στοιχείων με αποτέλεσμα συνάρτησης

includes

έλεγχος αν μια περιοχή εμπεριέχει μια άλλη

inplace_merge

σύζευξη δεδομένων στον ίδιο περιέχοντα

iter_swap

εναλλαγή δύο τιμών

lexicographical_compare

σύγκριση δύο περιοχών α, β για α < β

lower_bound

εύρεση μιας ελάχιστης τιμής σε περιοχή σε σχέση με μιαν άλλη τιμή

make_heap

μετατροπή περιοχής σε σωρό (heap) (δυαδικό δένδρο στο οποίο τα παιδιά έχουν τιμή μικρότερη ή ίση από αυτή των γονέων τους).

max

το μέγιστο από δύο στοιχεία

max_element

εύρεση του μέγιστου στοιχείου σε περιοχή

merge

σύζευξη δύο περιοχών σε τρίτη

min

το ελάχιστο από δύο στοιχεία

min_element

εύρεση του ελαχίστου στοιχείου σε περιοχή

mismatch

εύρεση του πρώτου διαφορετικού στοιχείου ανάμεσα σε δύο περιοχές

next_permutation

υπολογισμός της επόμενης μετάθεσης σε μια περιοχή

nth_element

θέτει ένα στοιχείο στη θέση που θα έπρεπε να έχει αν η περιοχή ήταν ταξινομημένη

partial_sort

ταξινομεί τα πρώτα στοιχεία μιας περιοχής

partial_sort_copy

ταξινομεί τα πρώτα στοιχεία μιας περιοχής σε μιαν άλλη

partition

χωρίζει μια περιοχή στα δύο με βάση μια συνάρτηση και επιστρέφει το σημείο που είναι ο χωρισμός

pop_heap

αφαίρεση στοιχείου από σωρό

prev_permutation

υπολογισμός της προηγούμενης μετάθεσης σε μια περιοχή

push_heap

προσθήκη στοιχείου από σωρό

random_shuffle

ανακατεύει μια περιοχή

remove

αφαιρεί στοιχεία ίσα με μια τιμή

remove_copy

αφαιρεί στοιχεία ίσα με μια τιμή μεταφέροντας το αποτέλεσμα σε μιαν άλλη περιοχή

remove_copy_if

αφαιρεί στοιχεία για τα οποία μια συνάρτηση είναι αληθής μεταφέροντας το αποτέλεσμα σε μιαν άλλη περιοχή

remove_if

αφαιρεί στοιχεία για τα οποία μια συνάρτηση είναι αληθής

replace

αλλάζει τιμή σε στοιχεία ίσα με μια τιμή

replace_copy

αλλάζει τιμή σε στοιχεία ίσα με μια τιμή μεταφέροντας το αποτέλεσμα σε μιαν άλλη περιοχή

replace_copy_if

αλλάζει τιμή σε στοιχεία για τα οποία μια συνάρτηση είναι αληθής μεταφέροντας το αποτέλεσμα σε μιαν άλλη περιοχή

replace_if

αλλάζει τιμή σε στοιχεία για τα οποία μια συνάρτηση είναι αληθής

reverse

αντιστρέφει τη σειρά σε μια περιοχή

reverse_copy

αντιστρέφει τη σειρά σε μια περιοχή μεταφέροντάς την σε μιαν άλλη περιοχή

rotate

περιστρέφει τη σειρά των στοιχείων σε μια περιοχή

rotate_copy

περιστρέφει τη σειρά των στοιχείων σε μια περιοχή μεταφέροντάς την σε μιαν άλλη περιοχή

search

εύρεση σειράς στοιχείων σε μια περιοχή ίσης με στοιχεία μιας άλλης

search_n

εύρεση σειράς στοιχείων σε μια περιοχή ίσης με αριθμό στοιχείων μιας άλλης

set_difference

θέτει μια περιοχή ίση με τη διαφορά των στοιχείων δύο άλλων περιοχών (διαφορά συνόλων)

set_intersection

θέτει μια περιοχή ίση με την τομή των στοιχείων δύο άλλων περιοχών (τομή συνόλων)

set_symmetric_difference

θέτει μια περιοχή ίση με τα μη κοινά των στοιχείων δύο άλλων περιοχών

set_union

θέτει μια περιοχή ίση με την ένωση των στοιχείων δύο άλλων περιοχών (ένωση συνόλων)

sort

ταξινομεί μια περιοχή

sort_heap

ταξινομεί έναν σωρό

stable_partition

χωρίζει μια περιοχή στα δύο με βάση μια συνάρτηση και επιστρέφει το σημείο που είναι ο χωρισμός. Ο χωρισμός γίνεται χωρίς να αλλάξει η σχετική σειρά των στοιχείων.

stable_sort

ταξινομεί μια περιοχή. Η ταξινόμηση γίνεται χωρίς να αλλάξει η σχετική σειρά των στοιχείων που είναι μεταξύ τους ίσα.

swap

αντιστρέφει μεταξύ τους δύο στοιχεία

swap_ranges

αντιστρέφει μεταξύ τους δύο περιοχές

transform

εφαρμόζει έναν τελεστή σε μια περιοχή ή μεταξύ δύο περιοχών

unique

αφαιρεί τα όμοια στοιχεία από μια περιοχή

unique_copy

αφαιρεί τα όμοια στοιχεία από μια περιοχή μεταφέροντάς την σε μιαν άλλη περιοχή

upper_bound

εύρεση μιας μέγιστης τιμής σε περιοχή σε σχέση με μια άλλη τιμή

Επικεφαλίδα numeric

accumulate

υπολογίζει ένα σύνολο πάνω σε μια περιοχή

adjacent_difference

υπολογίζει τις διαφορές τιμών μεταξύ στοιχείων μιας περιοχής

inner_product

υπολογίζει ένα εσωτερικό γινόμενο μεταξύ δύο περιοχών

partial_sum

υπολογίζει ένα μερικό άθροισμα τιμών μιας περιοχής σε μιαν άλλη

Άλλες επικεφαλίδες

utility

πρότυπη κλάση που ορίζει διάταξη σε ζεύγη τιμών

functional

κλάση που επιτρέπει συναρτησιακό προγραμματισμό

memory

ορίζει την κλάση allocator η οποία κατανέμει τη μνήμη σε όλους τους περιέχοντες. Ο επανακαθορισμός της επιτρέπει την υλοποίηση άλλων στρατηγικών καταμερισμού και πρόσβασης στη μνήμη.

Συμβατότητα με τη C

cassert

απόδειξη ιδιοτήτων κατά την εκτέλεση συναρτήσεων

cctype

χαρακτηρισμός χαρακτήρων

cerrno

πρόσβαση στα λάθη από την εκτέλεση συναρτήσεων της βιβλιοθήκης

cfloat

ιδιότητες αριθμών κινητής υποδιαστολής

ciso646

ορισμός λέξεων που επιτρέπουν τον προγραμματισμό σε συστήματα με τις κωδικοσελίδες ISO 646 (δεν αφορά την Ελλάδα)

climits

ιδιότητες των ακεραίων

clocale

προσαρμογή του προγράμματος σε τοπικά χαρακτηριστικά

cmath

μαθηματικές συναρτήσεις

csetjmp

αδόμητη μετάβαση ελέγχου μεταξύ συναρτήσεων

csignal

έλεγχος διακοπών

cstdarg

πρόσβαση σε ορίσματα με μεταβλητό αριθμό παραμέτρων

cstddef

ορισμός χρησίμων τύπων

cstdio

είσοδος και έξοδος όμοια με τη C

cstdlib

πρόσβαση στις αντίστοιχες συναρτήσεις της C

cstring

επεξεργασία συμβολοσειρών της C

ctime

χρήση ώρας και ημερομηνίας

cwchar

επεξεργασία "πλατιών" χαρακτήρων

cwctype

χαρακτηρισμός "πλατιών" χαρακτήρων

Βιβλιογραφία

• P.J. Plauger, Alexander Stepanov, Meng Lee, and David R. Musser, The Standard Template Library (Englewood Cliffs NJ: Prentice Hall, 1997).
• ANSI Standard X3.159-1989 (New York NY: American National Standards Institute, 1989).
• P.J. Plauger, The Standard C Library (Englewood Cliffs NJ: Prentice Hall, 1992).
• P.J. Plauger and Jim Brodie, Standard C: A Programmer's Reference (Redmond WA: Microsoft Press, 1989).
• P.J. Plauger and Jim Brodie, Standard C (Englewood Cliffs NJ: PTR Prentice Hall, 1996).
• P.J. Plauger, The Draft Standard C++ Library (Englewood Cliffs NJ: Prentice Hall, 1995).

Ασκήσεις

Άσκηση 9

1. Με βάση τον περιέχοντα της STL queue και μονοτονικά αυξανόμενη μεταβλητή να υλοποιηθεί πρόγραμμα το οποίο να υλοποιεί ουρά εξυπηρέτησης πελατών ως εξής:
   1. Όταν εισάγεται ο χαρακτήρας I (In) το πρόγραμμα τυπώνει τον αριθμό προτεραιότητας του νέου πελάτη.
   2. Όταν εισάγεται ο χαρακτήρας O (Out) το πρόγραμμα τυπώνει τον αριθμό προτεραιότητας του επόμενου πελάτη που θα εξυπηρετηθεί.
   Παράδειγμα:

   I
   1
   I
   2
   I
   3
   O
   1
   I
   4
   O
   2
   ...
   

• Περιεχόμενα

 Τελευταία αλλαγή: Κυριακή, 2 Απριλίου 2000 12:57 πμ
 Εκτός αν αναφέρεται κάτι διαφορετικό, όλο το πρωτότυπο υλικό της σελίδας αυτής του οποίου δημιουργός είναι ο Διομήδης Σπινέλλης παρέχεται σύμφωνα με τους όρους της άδειας «Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Greece License».