La Standard Template Library

1. La Standard Template Library • La libreria standard STL e’ una libreria di classi di contenitori, algoritmi ed iteratori. • STL e’ una libreria generica: tutti i suoi componenti sono parametrizzati (possono essere applicati a qualsiasi tipo, anche creato dall’utente) puntatori intelligenti Iteratori Contenitori vettori, liste, mappe, …. find, replace, reverse, sort, …. Algoritmi

2. Contenitori • Un contenitore è un oggetto capace di immagazzinare altri oggetti e che possiede metodi per accedere ai suoi elementi. • Ogni contenitore ha un iteratore associato che permette di muoversi tra gli elementi contenuti • Una sequenza è un contenitore di lunghezza variabile i cui elementi sono organizzati linearmente. E’ possibile aggiungere e rimuovere elementi • Un contenitore associativo è una sequenza che permette un efficiente accesso ai suoi elementi basato su una chiave.

3. Iteratori (puntatori intelligenti) • Gli iteratori sono dei puntatori agli elementi di un contenitore e ci permettono di muoverci all’interno di esso: • Iteratori monodirezionali: Permettono di accedere all’elemento successivo o al precedente • Iteratori bidirezionali : Permettono di accedere sia all’elemento successivo che al precedente • Iteratori ad accesso casuale : Permettono di accedere ad un qualunque elemento del contenitore

4. Sequenze • Vector (#include <vector>) • Tempo costante di inserimento e cancellazione di elementi all’inizio e alla fine del vettore. • Tempo lineare con il numero di elementi per inserimento e cancellazione di elementi all’interno del vettore • Iteratore ad accesso casuale • List (#include <list>) • Tempo costante di inserimento e cancellazione di elementi in ogni punto della lista • Iteratore bidirezionale

5. begin() end() 0 push_back() p p p p p p Vector • Le locazioni di memoria sono contigue • Accesso casuale, veloce l’accesso agli elementi, lenti inserimento ed estrazione 1 2 ... 9 ++

6. Vector (dichiarazioni) Si dichiara: • vector<int> v; // dichiara un vettore vuoto di interi • vector<Razionale> v; // vettore di razionali • vector<int> v(7); // vettore di 7 interi • vector<int> v(5,3); // vettore di 5 interi tutti uguali a 3 • v.size() // dimensione del vettore • // si può usare normalmente v[i] per accedere agli elementi

7. Vector (iteratori) Un iteratore è un puntatore ad un elemento del vector. Dichiarazione: • vector<int>::iterator it; // dichiara un iteratore di un vettore di interi • vector<int>::reverse_iterator it; // dichiara un iteratore inverso • vector<int>::const_iterator it; // dichiara un iteratore di un vettore costante di interi it++ (avanza di un elemento o retrocede nel caso di iteratori inversi) It-- (retrocede di un elemento o avanza nel caso di iteratori inversi) v.begin() // restituisce l’iteratore al primo elemento del vettore v.end() // restituisce l’it. al successivo dell’ultimo del vettore *it // restituisce l’oggetto puntato da it it=(it.begin()+it.end())/2; restituisce l’it. all’elemento medio v.rbegin() v.rend() //restituiscono gli iteratori inversi all’ultimo e all’elemento precedente il primo

8. Vector (metodi) Il vector può avere dimensione variabile. • v.push_back(5); // inserisce 5 alla fine del vettore (la dimensione sarà // aumentata di uno) • v.pop_back() // cancella l’ultimo elemento(la dimensione sarà // diminuita di uno) • v.insert (it,18); // inserisce 18 nella posizione precedente all’iteratore • v.erase (it); // cancella l’elemento nella posizione dell’iteratore // (l’iteratore viene spostato all’elemento successivo)

9. Algoritmi (#include <algorithm>) • Gli algoritmi sono delle funzioni globali capaci di agire su contenitori differenti • Sono incluse operazioni di ordinamento (sort, merge, min_element, max_element...), di ricerca (find, count, equal...), di trasformazione (transform, replace, fill, rotate, shuffle...), e varie altre operazioni. sort max_element find min_element copy count

10. Algoritmi Possono essere applicati a tutti i contenitori (o quasi) • sort (it1, it2); // ordina un vettore (non vale per le liste) //dall’iteratore it1 all’iteratore it2 • reverse (it1, it2); // inverte un vettore da it1 a it2 • it_trov=find (it1,it2,5) // cerca il 5 da it1 a it2. Se lo trova restituisce // l’iteratore, altrimenti restituisce v.end() • it_max=max_element (it1,it2) // restituisce l’iteratore che punta al // massimo del vettore • it_min=min_element (it1,it2) // restituisce l’iteratore che punta al // minimo del vettore L’elenco completo lo trovate sul Libro di testo in Appendice. Gli algoritmi funzionano anche sugli array standard (basta passare i puntatori invece degli iteratori)

11. nodo nodo nodo val val val next next next prev prev prev List • Le locazioni di memoria non sono contigue • Lenta la ricerca, veloci inserimento ed estrazione ... list top bottom

12. List list<int> l; //dichiarazione • Agli iteratori non possono essere applicate operazioni aritmetiche (es. it=(l.begin()+l.end())/2; ) • l.sort(); // ordina una lista • l.reverse() // inverte una lista

13. vector list vector list vector list Esempio uso sequenze #include < > #include <algorithm> #include <iostream> int main() { <int> container; int val; for (int i=0; i<10; i++) { val = (int)((float)rand()/RAND_MAX*10); container.push_back(val); } <int>::iterator it1; for ( it1=container.begin(); it1!=container.end(); it1++) cout << "vector : " << *it1 << endl; return 0; }

14. Contenitori associativi • Sono contenitore di coppie ( key, value ) e possiedono un iteratore bidirezionale • map • Viene richiesto l’operatore < per la chiave • Gli elementi sono ordinati secondo la chiave

15. Esempio uso contenitori associativi #include <map> #include <algorithm> #include <iostream> #include <string> int main() { map<string,int> amap; amap["Primo”]=1; amap[“Secondo”]=2; cout << "Size : " << amap.size() << endl; amap["Terzo"]=3; amap["Quarto"]=4; cout << "Size : " << amap.size() << endl; map<string,int>::iterator it; for ( it=amap.begin(); it!=amap.end(); it++) cout << "map : " << it->first << " " << it->second << endl; cout << amap.find("Terzo")->second << endl; return 0; }