STL C++

Links

• C-plus-plus
• https://cplusplus.com/reference/stl/

Container

Beispiele: vector, string

Zugriff/Manipulation

• size_t length() Aktuelle Länge
• size_t capacity() Liefert aktuell Puffergröße
• void resize(size_t newLen, [char cc = '\0']) Setzt Länge durch Kürzen oder Auffüllen mit cc
• reserve(size_t newSize): Setzt Kapazität
• clear() Kürzt auf 0
• bool empty() Test auf Leerstring

• T & back() Letztes Element
• T & front() erstes Element
• append(data)
• push_back(T cc) Element anfügen
• T pop_back() Letztes Element entfernen und zurückgeben
• insert(size_t pos, data)
• emplace(size_t pos, T item) ein Element einfügen
• emplace_back(T item) ein Element anhängen
• iterator erase(size_t pos, size_t len) Löschen
• iterator erase(iterator begin, iterator end) Löschen

Finden und Ersetzen

• replace(pos, len, data)
• size_t find(data) Substring finden
• size_t rfind(data) Von hinten Substring finden
• find_first_of(T item)
• find_last_of(T item)

Iteratoren:

• begin
• end
• rbegin Vom Ende her
• rend
• cbegin Ein const-Iterator
• cend
• crbegin
• crend

#include <vector>
std::vector v;

for (auto rit=v.rbegin(); rit!=v.rend(); ++rit){
  std::cout << *rit;
}
for (auto it=v.begin(); it!=v.end(); ++it)[
    std::cout << *it;
}
for ( auto it=v.cbegin(); it!=v.cend(); ++it){
    std::cout << *it;
}

String

Konstruktoren:

• string() https://cplusplus.com/reference/string/string/string/
• string(data)
• string(int count, char c)

Zugriff/Manipulation (außer Standard von Containern):

• int compare(data) Vergleich: <0 0 >0 https://cplusplus.com/reference/string/string/compare/
• string substr(size_t pos, size_t len) Teilstring erstellen

• char& at(int position) Liefert Zeichen von Position
• char& back() Letztes Zeichen
• char& front() erstes Zeichen

Finden und Ersetzen

• replace(pos, len, data) https://cplusplus.com/reference/string/string/replace/
• size_t find(data) Substring finden https://cplusplus.com/reference/string/string/find/
• size_t rfind(data) Von hinten Substring finden
• find_first_of(char cc)
• find_last_of(char cc)

Konvertierung

• int stoi() Wandlung in int
• const char* c_str() C-String
• string to_string(NUMERIC val) int, long, ... long double in String wandeln https://cplusplus.com/reference/string/to_string/

#include <string>
std::string s;

for (auto rit=str.rbegin(); rit!=str.rend(); ++rit){
  std::cout << *rit;
}
for (auto it=str.begin(); it!=str.end(); ++it)[
    std::cout << *it;
}
for ( auto it=str.cbegin(); it!=str.cend(); ++it){
    std::cout << *it;
}

vector

std::vector<int> vec = {1,2,3,4,5};
std::cout << "vec backwards:";
for (auto rit = vec.crbegin(); rit != vec.crend(); ++rit)
  std::cout << ' ' << *rit;
std::cout << '\n';
# Einfügen:
people.insert(people.begin() + index, temp);
# Löschen:
people.erase(people.begin() + 4, people.end() - 1);
# Anhängen
std::vector<int> vec2 = {99, 100};
vec.insert(vec.end(), vec2.begin(), vec2.end());

deque

• Aufwand einfügen vorn oder hinten ist gleich.
• Funktionalität wie Vector

list

Doppelt verkettete Liste: Einfügen an jeder Stelle mit konstantem Aufwand.

forward_list

Einfach verkettete Liste: Einfügen an jeder Stelle mit konstantem Aufwand.

stack

• Last in first out
• Implementiert mit vector, deque und list

Funktionen:

• empty()
• size()
• top()
• push()
• emplace
• void pop()
• swap()

Set

Jedes Element nur einmal.

Operationen:

• insert() erase()
• swap()
• clear()
• emplace(): construct and insert
• find()
• count()
• lower_bound() upper_bound equal_range()

#include <set>
std::set<int> myset;
  std::set<int>::iterator it;
  // set some initial values:
  for (int i=1; i<=5; i++) 
    myset.insert(i*10);

  it=myset.find(20);
  if (it != myset.end())
    myset.erase (it);
  myset.erase (myset.find(40));

Map

Assoziatives Array, jeder Schlüssel nur einmal.

Operationen:

• T& [key]: Erstellt Eintrag, wenn nicht vorhanden!
• T at(K key) Speichern von Werten: map.at(key) = value; Analog zu map[key] = value;
• iterator find(K key) https://cplusplus.com/reference/map/map/find/
• iterator lower_bound(K key) Iterator zeigt auf größtes Element <= key
• iterator upper_bound(K key) Iterator zeigt auf kleinstes Element >= key

#include <map>
static std::map<int, int> s_map = { {1, 44}, {3, 99} };
std::map<string, int> points;

auto it = points.find("joe");
if (it != points.end()){
  auto points = *it->second;
}
std::map<int, float>m;
for (const auto& [key, value] : m){
  doIt(key, value);
}
for (auto pair : m){
  auto key = pair->first;
}

Konstruktoren:

• Es kann die Vergleichsfunktion als Parameter mitgegeben werden.

const std::map<std::string, int> init {
    {"this", 100},
    {"can", 100},
    {"be", 100},
    {"const", 100},
  };

  auto cmpLambda = [&mag](const Point &lhs, const Point &rhs) {
      return mag[lhs] < mag[rhs];
  };
  // You could also use a lambda that is not dependent on local variables, like this:
  // auto cmpLambda = [](const Point &lhs, const Point &rhs) { return lhs.y < rhs.y; };
  std::map<Point, double, decltype(cmpLambda)> magy(cmpLambda);

Algorithmen

Arbeiten auf Containern.

Find

• find() findet Element
• find_if() findet mittels Prädikatsfunktion (Funktion oder Lambda-Funktion).

#include <stdio.h>
#include <string>
#include <iterator>

#include <algorithm>
#include <vector>
bool isEven (int i) { return i%2==0; }

int main () {
  int myints[] = {32,71,12,45,26,80,53,33};
  std::vector<int> vec (myints, myints+8);               // 32 71 12 45 26 80 53 33

  if (std::find(vec.begin(), vec.end(), 99) != vec.end()){
    printf("99 is here");
  }
  auto it2 = std::find_if (vec.begin(), vec.end(), isEven);
  bool even = it2 != vec.end();
  printf("first even: %d", ! even ? 0 : *it2);
}

Sort

• Entweder globale Funktion (oder Lambafunktion) als Parameter. Implementiert "<" Operator.
• oder eine Klasse mit Operator ()(K i, K j) als Parameter. Implementiert "<" Operator.

#include <iterator>
#include <algorithm>
#include <vector>
bool compareInt (int i,int j) { return (i<j); }

struct Data {
  bool operator() (int i,int j) { return (i<j);}
} data;

int main () {
  int myints[] = {32,71,12,45,26,80,53,33};
  std::vector<int> vec (myints, myints+8);               // 32 71 12 45 26 80 53 33

  // using default comparison (operator <):
  std::sort (vec.begin(), vec.begin()+4);           //(12 32 45 71)26 80 53 33

  // using function as comp
  std::sort (vec.begin()+4, vec.end(), compareInt); // 12 32 45 71(26 33 53 80)

  // using object as comp
  std::sort (vec.begin(), vec.end(), data);     //(12 26 32 33 45 53 71 80)
}

copy_if

#include <algorithm>    // std::copy_if, std::distance
#include <vector>       // std::vector

int main () {
  std::vector<int> foo = {25,15,5,-5,-15};
  std::vector<int> bar (foo.size());

  // copy only positive numbers:
  auto it = std::copy_if (foo.begin(), foo.end(), bar.begin(), [](int i){return !(i<0);} );
  bar.resize(std::distance(bar.begin(),it));  // shrink container to new size
}

RegExpr

• https://en.cppreference.com/w/cpp/regex/regex_search
• https://en.cppreference.com/w/cpp/regex/match_results

• bool regex_match(subject, regexpr) Treffer muss am Anfang und am Ende des Subjekts sein
• bool regex_search(subject, regexpr) Treffer kann in Substring von Subjekt sein
• regex_replace(subject, regexpr, replacement) Erzeugt neuen String mit Ersetzungen

#include <string>
#include <regex>
#include <iostream>
int main ()
{
  std::regex rgx("WEBMSG #([a-zA-Z0-9]+) :(.*)", std::regex_constants::icase);
  std::smatch matches;
  if(std::regex_search(s, matches, rgx)) {
    std::cout << "Match found\n";
      for (size_t i = 0; i < matches.size(); ++i) {
        std::cout << i << ": '" << matches[i].str() << "'\n";
      }
    } else {
      std::cout << "Match not found\n";
    }

  if (std::regex_match ("subject", std::regex("(sub)(.*)") ))
    std::cout << "string literal matched\n";

 
  std::string s ("there is a subsequence in the string\n");
  std::regex e ("\\b(sub)([^ ]*)");   // matches words beginning by "sub"

  // using string/c-string (3) version:
  std::cout << std::regex_replace (s,e,"sub-$2");

  // using range/c-string (6) version:
  std::string result;
  std::regex_replace (std::back_inserter(result), s.begin(), s.end(), e, "$2");
  std::cout << result;

  // with flags:
  std::cout << std::regex_replace (s,e,"$1 and $2",std::regex_constants::format_no_copy);
  std::cout << std::endl;

  // Gruppen:
 std::cmatch matches;
 const char* string = "statistic: lines: 20 chars: 30";
 std::regex rgx("(\\d+).*(\\d+)");
  if (std::regex_search(string, matches, rgx)) {
    printf("group count: %ld\n", matches.size());
    printf("Hit 1: pos: %ld %length: %ld hit: %s\n", matches.position(1), matches.length(1), matches.str(1).c_str());
    printf("Hit 2: pos: %ld %length: %ld hit: %s\n", matches.position(2), matches.length(2), matches.str(2).c_str());
 }
 return 0;
}