Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание

Б.5.6. Кучи

Куча — это структура данных, в вершине которой находится элемент с наибольшим значением. Алгоритмы над кучами позволяют программистам работать с последовательностями произвольного доступа.

Куча позволяет быстро добавлять элементы и обеспечивает быстрый доступ к элементу с наибольшим значением. В основном кучи используются при реализации очередей с приоритетами.

Б.5.7. Перестановки

Перестановки используются для генерирования комбинаций элементов последовательности. Например, перестановками последовательности abc являются последовательности abc, acb, bac, bca, cab и cba.

Если последовательность [b:e] уже содержит последнюю перестановку (в данном примере это перестановка cba), то алгоритм next_permutation возвращает значение x, равное false; в таком случае алгоритм создает первую перестановку (в данном примере это перестановка abc). Если последовательность [b:e] уже содержит первую перестановку (в данном примере это перестановка abc), то алгоритм prev_permutation возвращает значение x, равное false; в таком случае алгоритм создает последнюю перестановку (в данном примере это перестановка cba).

Б.5.8. Функции min и max

Сравнение значений полезно во многих случаях.

Б.6. Утилиты библиотеки STL

В стандартной библиотеке есть несколько инструментов для облегчения использования стандартных библиотечных алгоритмов.

Б.6.1. Вставки

Запись результатов в контейнер с помощью итератора подразумевает, что элементы, на которые указывает итератор, можно перезаписать. Это открывает возможность для переполнения и последующего повреждения памяти. Рассмотрим следующий пример:

 void f(vector<int>& vi)
 {
  fill_n(vi.begin,200,7); // присваиваем 7 элементам
  // vi[0]..[199]
 }

Если вектор vi содержит меньше 200 элементов, то возникает опасность. В заголовке <iterator> стандартная библиотека предусматривает три итератора, позволяющих решить эту проблему с помощью добавления (вставки) элементов в контейнер, а не перезаписи его старых элементов. Для генерирования этих трех итераторов вставки используются три функции.

Для правильной работы алгоритма inserter(c,p) необходимо, чтобы итератор p был корректным итератором для контейнера c. Естественно, каждый раз при записи очередного элемента с помощью итератора вставки контейнер увеличивается на один элемент. При записи алгоритм вставки добавляет новый элемент в последовательность с помощью функции push_back(x), c.push_front или insert, а не перезаписывает существующий элемент. Рассмотрим следующий пример:

 void g(vector<int>& vi)
 {
fill_n(back_inserter(vi),200,7); // добавляет 200 семерок
  // в конец vi
 }

Б.6.2. Объекты-функции

Многие стандартные алгоритмы принимают в качестве аргументов объекты-функции (или функции), чтобы уточнить способ решения задачи. Обычно эти функции используются в качестве критериев сравнения, предикатов (функций, возвращающих значения типа bool) и арифметических операций. Несколько самых общих объектов-функций описано в заголовке <functional> стандартной библиотеки.

Рассмотрим следующий пример:

 vector<int> v;
 // ...
 sort(v.begin,v.end,greater<int>); // сортировка v в убывающем
  // порядке

Обратите внимание на то, что предикаты logical_and и logical_or всегда вычисляют оба свои аргумента (в то время как операторы && и || — нет).

Б.6.3. Класс pair

В заголовке <utility> стандартная библиотека содержит несколько вспомогательных компонентов, включая класс pair.

 template <class T1,class T2>
  struct pair {
  typedef T1 first_type;
  typedef T2 second_type;
  T1 first;
  T2 second;
  pair; // конструктор по умолчанию
  pair(const T1& x,const T2& y);
  // копирующие операции:

template<class U,class V> pair(const pair<U,V>& p );

 };

 template <class T1, class T2>
  pair<T1,T2> make_pair(T1 x, T2 y) { return pair<T1,T2>(x,y); }

Функция make_pair упрощает использование пар. Например, рассмотрим схему функции, возвращающей значение и индикатор ошибки.

 pair<double,error_indicator> my_fct(double d)
 {
  errno = 0; // очищаем индикатор ошибок в стиле языка C
  // выполняем много вычислений, связанных с переменной d,
  // и вычисляем x
  error_indicator ee = errno;
  errno = 0; // очищаем индикатор ошибок в стиле языка C
  return make_pair(x,ee);
 }

Этот пример является полезной идиомой. Его можно использовать следующим образом:

 pair<int,error_indicator> res = my_fct(123.456);
 if (res.second==0) {
  // используем res.first
 }
 else {
  // Ой: ошибка