Transcript 강의자료 - infolab

Chapter
7
연관 컨테이너 사용하기
USING ASSOCIATIVE CONTAINERS
7 장에서는…

지금까지



순차컨테이너 (sequential container): vector, list
순차컨테이너의 요소들은 우리가 선택한 순서대로 유지된다
7장에서는



순차컨테이너를 이용하는 경우 비효율적인 경우가 있다.
예: 컨테이너 요소에 정수 42가 포함되어있는지 확인하는 문제
 방법 1) 컨테이너의 시작부터 끝까지 검사
 방법 2) 적당한 순서대로 저장하여 원하는 요소를
효과적으로 찾을 수 있는 알고리즘 이용
효과적인 참조방법을 제공하는 연관 컨테이너: map
2
연관 컨테이너(Associative Containers)

연관 컨테이너의 요소들은



삽입한 순서대로 배열하지 않고, 요소의 값에 따라 삽입 순서를
자동적으로 조정한다.
따라서, 특정 요소들을 더 빨리 검색할 수 있다.
Maps: 빠른 검색을 위한 연관 컨테이너


연관 자료구조에는 키-값 쌍(key-value pair)으로 저장
연관 배열(associative array)
 값과 키를 연결시켜서, 키(key) 에 의해 빠르게 삽입, 탐색
 효과적인 검색을 위해 사용하는 컨테이너의 요소
3
map

map 을 정의하는 형식:
map<key_type, value_type> var_name;
 map의 각 요소은 pair 타입

pair 타입:


pair
<key>
<value>
first
second
Austria
43
Korea
82
U.S.A
1
first와 second를 멤버로 갖는 구조체(struct) 타입
pair 클래스는 여러 타입의 값을 담을 수 있다. 따라서, first와 second
의 데이터 멤버를 명시해야 한다.
pair<const key_type, value_type>


키는 항상 const이기 때문에 해당하는 값은 바꿀 수 없다.
#include <map>
4
순차 컨테이너와 연관 컨테이너


map과 vector의 기본적인 차이점: 인덱스



대부분의 경우, map은 vector처럼 동작한다
vector: 인덱스가 정수이다. v[0], v[1], v[2], …
map: 다른 것들과 순서를 비교할 수 있는 것이라면 어떤 타입도
가능하다. string 일 수 있다.
연관 컨테이너의 중요한 특징은

자체 순서 (self-ordering)를 유지시킨다.


입력 순서와 상관없이 키 값의 순서에 따라 저장된다.
따라서, 순서를 변경하는 작업은 할 수 없다.
5
예

각국의 국제전화 코드번호
저장할 정보의 키와 값 쌍:
<국가이름, 국가코드번호>
map<string, int> m;
m[“Canada”] = 1;
m[“Austria”] = 43;

pair<const string, int> e1(“Czech”, 42);
m.insert(e1);
cout << e1.first << “ ”
<< e1.second << endl;
…
<key>
<value>
first
second
Austria
43
Canada
1
Czech
42
Egypt
20
Japan
81
Korea
82
Spain
34
U.S.A
1
6
Map 반복자

Map iterator: 순차적으로(sequentially) Map에 저장된 내용을
접근하도록 이용 가능
 begin()
 end()

map 반복자는 pair를 가리킨다: Map에 저장된 pair의 key
부분과 value 부분을 참조
 it->first
 it->second

삽입된 순서와 상관없이 키 값에 따라 순서를 유지하고 있어서 정렬되어
출력된다.
for(map<string, int>:: const_iterator it = m.begin(); it != m.end(); ++it)
cout << it-> first << “ ” << it->second << endl;
7
Map 멤버함수








insert() : 요소 삽입
find() : 키를 이용한 검색
erase() : 요소 삭제
begin()
end()
size()
clear()
…
참조사이트:
http://msdn.microsoft.com/ko-kr/library/xdayte4c(v=VS.90).aspx
8
연관컨테이너에 삽입 방법

연산자 []를 이용하는 방법




m1[1] = 10;
m1[5];
m1[1] = 11;
map <int, int> m1;
// 디폴트 값 0으로 초기화 됨; m1[5]=0;
// 이미 있는 요소일 때: m[1]의 값을 변경함
insert() 멤버함수를 이용하는 방법

pair 타입을 이용
 1) pair<const int, int> e1(4, 40);
m1.insert(e1);

2) m1.insert(pair<const int, int> (8, 80) );
9
#include <map>
…
int main( )
{
map <int, int> m1;
map <int, int> :: iterator pIter;
// Insert a data value of 10 with a key of 1 into a map
// using the operator[] member function
m1[ 1 ] = 10;
// Compare other ways to insert objects into a map
m1.insert ( pair <const int, int> ( 3, 30 ) );
m1.insert ( pair <const int, int> ( 2, 20 ) );
for ( pIter = m1.begin( ) ; pIter != m1.end( ) ; pIter++ )
cout << pIter -> first << ": " << pIter -> second << endl;
// If the key already exists, operator[]
// changes the value of the datum in the element
m1[ 2 ] = 40;
// operator[] will also insert the value of the data
// type's default constructor if the value is unspecified
m1[5];
// m1[5]=0;
}
for ( pIter = m1.begin( ) ; pIter != m1.end( ) ; pIter++ )
cout << pIter -> first <<“: " << pIter -> second << endl;
출력결과:
1: 10
2: 20
3: 30
1:
2:
3:
5:
10
40
30
0
operator[]와 insert() 함수 비교

operator[]를 이용해서 삽입한 경우,


삽입 후 이미 존재하는 요소(element)가 변경되었는지, 새로운
요소를 삽입했는지를 알 수 없다.
insert() 멤버함수를 이용해서 삽입을 시도한 경우,


삽입하기 전에, key가 이미 존재하는를 알려준다.
return_type은 map 반복자와 bool로 된 pair 타입이다.
pair< map<int,int>::iterator, bool > pr;
 이미 존재할 때: map에서 해당요소의 pair를 참조하는
반복자와 false를 리턴한다.
 존재하지 않을 때: map에 pair를 새로 추가하고, 추가된
pair를 참조하는 반복자와 true를 리턴한다.
pr = m1.insert( make_pair(1, 11) );
if( pr.second == true )
// 존재하지 않을 때
…
else
…
11
insert() 함수 사용 예
#include <map>
#include <iostream>
using namespace std;
int main( ) {
map <int, int> m;
m.insert ( make_pair ( 1, 100 ) );
pair< map<int,int>::iterator, bool > pr;
pr = m.insert ( make_pair ( 1, 10 ) );
if( pr.second == true ) {
cout << "The element was inserted in m successfully." << endl;
}
else {
cout << "Key number already exists in m\n"
<< "with an associated value = "
<< ( pr.first ) -> second
// 저장된 값
<< "." << endl;
}
}
12
operator []

m[Key] = DataValue ;


m[1] = 10;
cout << m[1]; // 10 출력
cout << m[5]; // 0 출력
연관컨테이너에서 Key를 탐색한다. 있으면, DataValue로 Key와
연관된 값을 변경한다. 없으면, Key와 DataValue 로 된 새로운
pair를 삽입한다.
m[s];



key에 s 를 포함한 pair 를 연관컨테이너에서 탐색한다.
컨테이너에 있으면, pair에 있는 s와 연관된 값에 대한
참조(reference)를 리턴한다.
연관 컨테이너에 없으면,
1) key를 s로 하고, s와 연관된 값을 디폴트 초기값(int, double
은 0으로 초기화)으로 하는 pair를 생성한다.
2) 컨테이너의 적절한 위치에 pair를 삽입한다.
3) 저장된 새로운 pair의 값에 대한 참조를 리턴한다.
13
find() 멤버 함수

find 함수: Map에 Key 값이 존재하는지를 탐색한다
m.find( key );

탐색할 Key가 map에 저장되어 있으면, 해당 pair를 참조하는 반복자를
리턴한다. 없으면, m.end()를 리턴한다.
map <int, int> m;
map <int, int> :: const_iterator m_iter;
m.insert ( make_pair ( 1, 10 ) );
m.insert ( make_pair ( 2, 20 ) );
m.insert ( make_pair ( 3, 30 ) );
출력 결과:
The element of map m with a key of 2 is: 20
The map m doesn't have an element with a key of 4.
m_iter = m.find( 2 );
if ( m_iter != m.end( ) )
cout << "The element of map m with a key of 2 is: " << m_iter -> second << endl;
// If no match is found for the key, end( ) is returned
m_iter = m.find( 4 );
if ( m_iter == m.end( ) )
// NOT FOUND
cout << "The map m doesn't have an element with a key of 4." << endl;
else
// FOUND
cout << "The element of map m with a key of 4 is: " << m_iter -> second << endl;
14
erase() 멤버함수

erase()함수: Map에서 요소를 삭제하는 함수



void erase(iterator);
// iterator가 참조하는 요소를 삭제
void erase(iterator first, iterator last); // first부터 last 앞까지 삭제
size_type erase(Key);
// 해당 Key값의 요소를 삭제; 삭제된
개수를 리턴
map<int, int> m;
map<int, int>::iterator pIter, Iter1, Iter2;
int i;
map<int, int>::size_type n;
for (i = 1; i < 10; i++)
m.insert(make_pair(i, i));
Iter1 = ++m.begin();
m.erase(Iter1);
n = m.erase ( 3 );
출력 결과:
Iter1 = ++m.begin();
Iter2 = --m.end();
m.erase(Iter1, Iter2);
1 4 5 6 7 8 9
1 9
for (pIter = m.begin(); pIter != m.end(); pIter++)
cout << " " << pIter->second;
cout << endl;
for (pIter = m.begin(); pIter != m.end(); pIter++)
cout << " " << pIter->second;
cout << endl;
15
7.2 단어개수 세기

입력에 각 단어가 몇 번씩 나오는지를 세는 프로그램

벡터를 이용했을 때.. 꽤 복잡하네.
struct word_frequency {
string word;
int freq;
};
vector<word_frequency> words;
int main()
{
string s;
while(cin>>s) {
s가 vector 속에 있는지 찾아보고,
있다면 그것에 해당하는 freq를 하나 증가시키고
없다면 새로 요소를 추가하고 …
}
}
결과를 출력한다.
16
단어개수 세기 – map 이용

map을 사용하면… 신기할 정도로 간단하네
#include <iostream>
#include <map>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s;
map<string, int> counters; // store each word and an associated counter
// read the input, keeping track of each word and how often we see it
while (cin >> s)
++counters[s];
// write the words and associated counts
for (map<string, int>::const_iterator it = counters.begin();
it != counters.end(); ++it) {
cout << it->first << "\t" << it->second << endl;
}
return 0;
}
17
단어 개수 세기: 분석
map<string, int> counters;


counters 를 map으로 정의. “string에서 int로의 map”
키: string 타입, 연관된 값: int 타입
++counters[s];




키로 읽어들인 단어 s를 counters에서 찾는다
counters[s]는 s에 저장된 string에 연관된 정수를 리턴한다.
++ 를 사용하여, 저장된 정수 값을 증가시킨다.
값지정-초기화 (value-initialzed)
 int와 같은 단순한 타입의 경우에는 0으로 초기화 된다.

처음 나타난 단어는 0으로 초기화 된 상태에서, 증가시키므로, 1
cout << it->first << "\t" << it->second << endl;


it->first : 현재 요소의 키
it->second : 키와 연관된 값
18
7.3 교차-참조 테이블 생성

단어가 입력의 어느 라인에서 나타나는지를 저장하는 교차참조 테이블 (cross-reference table)을 생성하는 프로그램


한번에 한 라인을 읽어 들여서, 라인번호와 연관 짓는다.
단어 대신 라인을 읽으므로, 단어별로 분리하는 작업이 필요
 5.6절의 split() 함수 이용
 교차-참조함수 xref()에 대한 매개변수로 split함수를 이용


라인 상에서 단어 찾는 방식을 다른 함수로 바꿀 수 있도록.
string에서 vector<int>로의 map 을 이용:
키: 개별 단어
 연관된 값: 단어가 나타난 라인 번호들을 저장
map<string, vector<int> > ret;

19
// find all the lines that refer to each word in the input
map<string, vector<int> >
xref(istream& in, vector<string> find_words(const string&) = split)
{
string line;
입력 예:
int line_number = 0;
aaa bbb ccc
map<string, vector<int> > ret;
ddd aaa ccc
eee aaa
// read the next line
저장 예:
while (getline(in, line)) {
aaa
123
++line_number;
// break the input line into words
vector<string> words = find_words(line);
bbb
1
ccc
12
ddd
2
eee
3
// remember that each word occurs on the current line
for (vector<string>::const_iterator it = words.begin();
it != words.end(); ++it)
ret[*it].push_back(line_number);
}
}
return ret;
20
xref() 함수 분석
map<string, vector<int> > ret;


리턴 타입과 지역변수 선언에서 > > 를 사용. (>> 아님)
컴파일러가 이해하기 위해 공백(space)가 필요하다.
 >>연산자와 구분할 수 있도록 !!
xref(istream& in, vector<string> find_words(const string&) = split)
 인자 목록에서 find_word() 함수를 매개변수로 정의하고 있다.
 기본인자(default argument)를 지정: = split
 호출하는 곳에서 매개변수를 생략하면, 기본인자를 이용
 매개변수를 명시한다면, 그 인자를 사용
xref(cin);
// 입력스트림에서 단어들을 찾기 위해 split함수를 이용
xref(cin, find_urls); //
”
find_urls함수를 이용
21
xref() 함수 분석

find_words() 함수



split 함수일 수 도 있고, string 인자를 받고 vector<string>을
리턴하는 다른 함수도 가능하다.
split함수: line을 각 단어별로 쪼개는 함수 (책 p152 이용)
ret[*it].push_back(line_number);
 words의 각 요소를 순차적으로 순회하면서, 단어에 해당하는
라인번호를 벡터에 추가.
 it: 벡터 words의 한 요소. *it: 단어
for (vector<string>::const_iterator it = words.begin(); it != words.end(); ++it)
ret[*it].push_back(line_number);
// string s=*it;
// ret[s].push_bak(line_number);

이 처음 나오는 단어라면, vector<int>는 값지정 초기화 된다.

즉, 빈 벡터가 생성된다.
22
main() 함수: 간단한 출력형식으로
int main()
{
// call `xref' using `split' by default
map<string, vector<int> > ret = xref(cin);
// write the results
for (map<string, vector<int> >::const_iterator it = ret.begin();
it != ret.end(); ++it) {
// write the word
cout << it->first << “: ";
// followed by one or more line numbers
for(vector<int>::const_iterator line_it = it->second.begin();
line_it != it->second.end(); ++line_it) {
cout << *line_it << “ ”;
입력 예:
aaa bbb ccc
ddd aaa ccc
eee aaa
저장 예:
aaa
123
bbb
1
ccc
12
ddd
2
eee
3
// write a new line to separate each word from the next
cout << endl;
}
}
return 0;
출력 예:
aaa: 1 2 3
bbb: 1
ccc: 1 2
ddd: 2
eee: 3
23
main() 함수:
int main()
{
// call `xref' using `split' by default
map<string, vector<int> > ret = xref(cin);
}
// write the results
for (map<string, vector<int> >::const_iterator it = ret.begin();
it != ret.end(); ++it) {
출력 예:
// write the word
cout << it->first << " occurs on line(s): ";
aaa occurs on line(s): 1, 2, 3
bbb occurs on line(s): 1
// followed by one or more line numbers
vector<int>::const_iterator line_it = it->second.begin(); ccc occurs on line(s): 1, 2
cout << *line_it;
// write the first line number ddd occurs on line(s): 2
eee occurs on line(s): 3
++line_it;
// write the rest of the line numbers, if any
while (line_it != it->second.end()) {
cout << ", " << *line_it;
++line_it;
}
// write a new line to separate each word from the next
cout << endl;
}
return 0;
24