Что такое словарь map
Перейти к содержимому

Что такое словарь map

  • автор:

11.3. Словари (map).

Словари предназначены для хранения произвольного количества элементов, в виде пар «ключ-значение». Причем к «ключам» предъявляется требование уникальности. Словари обладают широкими возможностями доступа к произвольным элементам и незначительными накладными расходами на операцию добавления нового элемента. Если в словарь вставляется новое значение по существующему ключу, то оно затирает старое значение в паре «ключ-значение».

Рисунок 11.3. Словарь экземпляров класса Film.

Поскольку словари хранят элементы в виде «ключ-значение», то принципы работы со словарями несколько отличаются от тех, что используются при работе со списками и векторами. Ниже приводится версия класса Film, которая будет использоваться для иллюстрации работы со словарем:

class Film < public: Film(const QString &title = "", int duration = 0); QString title() const < return myTitle; >void setTitle(const QString &title) < myTitle = title; >int duration() const < return myDuration; >void setDuration(int minutes) < myDuration = minutes; >private: QString myTitle; int myDuration; >; Film::Film(const QString &title, int duration)

В этой версии отсутствует числовой идентификатор фильма, поскольку теперь он будет использоваться в качестве «ключа» в словаре. Кроме того, здесь отсутствуют операторы сравнения — словари изначально упорядочивают элементы по ключу, но не по значению.

Класс словаря в STL определен под именем std::map , в файле заголовка . Ниже приводится пример объявления словаря, с целыми значениями в качестве ключей и Film -- в качестве значения:

map films;

Эквивалент в Qt -- QMap :

QMap films;

Наиболее естесственный способ заполнения словарей -- присваивать значение по заданному ключу:

films[4812] = Film("A Hard Day's Night", 85); films[5051] = Film("Seven Days to Noon", 94); films[1301] = Film("Day of Wrath", 105); films[9227] = Film("A Special Day", 110); films[1817] = Film("Day for Night", 116);

Итератор словаря предоставляет возможность доступа к паре "ключ-значение". Ключ извлекается с помощью (*it).first, а значение -- (*it).second:

map::const_iterator it = films.begin(); while (it != films.end())

Большинство компиляторов допускают запись в виде it->first и it->second, но более переносимый вариант, все таки: (*it).first и (*it).second.

Итераторы словарей в Qt несколько отличаются от итераторов словарей в STL. В Qt ключ можно получить с помощью it.key(), а значение -- it.data():

QMap::const_iterator it = films.begin(); while (it != films.end())

При обходе словаря в цикле, элементы словаря всегда упорядочены по значению ключа.

Для доступа к значениям словаря и их изменения может использоваться оператор "[ ]", однако, при попытке получить значение по несуществующему в словаре ключу, будет создан новый элемент словаря с заданным ключом и пустым значением. Чтобы избежать случайного создания пустых элементов, используйте функцию find(), чтобы получить искомый элемент:

map::const_iterator it = films.find(1817); if (it != films.end()) cerr 

Эта функция вернет итератор end(), если ключ отсутствует в словаре.

В примере выше, в качестве ключа использовались целые числа, однако, для этих целей могут использоваться и другие типы. Наиболее популярный -- QString, например:

map actorToNationality; actorToNationality["Doris Day"] = "American"; actorToNationality["Greta Garbo"] = "Swedish";

Если необходимо хранить несколько значений с одинаковыми ключами, используйте multimap . Если необходимо хранить одни только ключи, используйте set или multiset . Qt не имеет классов, эквивалентных приведенным.

Класс QMap имеет несколько дополнительных функций, особенно удобных при работе с небольшими наборами данных. Функции QMap::keys() и QMap::values() возвращают списки QValueList ключей и значений словаря.

Пред. В начало След.
Списки. На уровень выше Контейнеры указателей.

Что такое словарь map

Карта или std::map представляет контейнер, где каждое значение ассоциировано с определенным ключом. И по этому ключу можно получить элемент. Причем ключи могут иметь только уникальные значения. Примером такого контейнера может служить словарь, где каждому слову сопоставляется его перевод или объяснение. Поэтому такие структуры еще называют словарями.

Стандартная библиотека C++ предоставляет два типа словарей: std::map и std::unordered_map . Эти типы представляют шаблоны, которые типизируются двумя типами. Первый тип - Key задает тип для ключей, а второй тип - Value устанавливает тип для значений.

Тип std::map определен в заголовочном файле . Определение пустого словаря:

#include #include int main() < std::mapproducts; >

Здесь определен словарь products, который будет условно хранить цену товаров. Для ключей будет применяться тип std::string , а для значений - числа типа unsigned (условно в качестве ключа будет выступать название товара, а в качестве значения - его цена).

Обращение к элементам

Для обращения к элементам словаря - получения или изменения их значений, так же, как в массиве или векторе, применяется оператора индексирования [] . Только вместо целочисленных индексов можно использовать ключи любого типа в следующем виде:

map[ключ]=значение

#include #include int main() < std::mapproducts; // установка значений products["bread"] = 30; products["milk"] = 80; products["apple"] = 60; // получение значений std::cout

Здесь определен словарь products, в котором ключами служат строки, а значениями - числа типа unsigned. Поэтому для установки элемента в квадратные скобки передается ключ-строка, а присваивается значение-число:

products["bread"] = 30;

Будем считать, что ключ - название товара, а значение - цена товара. То есть в данном случае элементу с ключом "bread" присваивается значение 30. При этом не важно, что ранее создан пустой словарь, и в нем нет никакого элемента с ключом "bread" - если его нет, то он создается. Если же элемент с данным ключом уже есть, то меняется его значение.

Чтобы получить элемент по определенному ключу, используем тот же синтаксис. Например, поскольку значение элемента - число, то мы можем, обратившись по ключу, получить это число:

unsigned breadPrice = products["bread"];

В выше приведенной программе просто выводим значения элементов на консоль:

bread 30 milk 80 apple 60

Перебор элементов:

Для перебора элементов можно применять цикл for в стиле "for-each":

#include #include int main() < std::mapproducts; // установка значений products["bread"] = 30; products["milk"] = 80; products["apple"] = 60; for (const auto& [product, price] : products) std::cout

Рассмотрим определение цикла. Каждый элемент словаря фактически представляет объект типа std::pair , который хранит, как ключ, так и значение. В нашем случае это объект std::pair . И с помощью полей first и second данного объекта мы могли бы получить соответственно ключ и значение элемента:

for (const auto& element : products) std::cout 

Но начиная со стандарта С++17 также можно использовать другой синтаксис, который позволяет сразу разложить объект на отдельные части - ключ и значение:

for (const auto& [product, price] : products) std::cout 

В данном случае в product будет помещаться ключ, а в price - значение элемента словаря. В итоге при выполнении программы мы получим следующий консольный вывод:

apple 60 bread 30 milk 80

Обратите внимание, что элементы располагаются в словаре и соответственно выводятся на консоль по возрастанию ключей. Поскольку ключи представляют строки, то они сортируются в алфавитном порядке.

Инициализация элементов

Тот факт, что в словаре элементы представляют тип std::pair, позволяет инициализировать словарь объектами std::pair:

#include #include int main() < std::mapproducts < std::pair, std::pair, std::pair >; >

И даже можно сократить определение:

#include #include int main() < std::mapproducts < , , >; >

Удаление элементов

Как было показано выше, для добавления элемента в словарь достаточно просто установить для некоторого ключа какой-нибудь значение. Для удаления же элементов применяется функция erase() , в которую передается ключ удаляемого элемента:

#include #include int main() < std::mapproducts < , , >; products.erase("milk"); // удаляем элемент с ключом "milk" for (const auto& [product, price] : products) std::cout 

Размер словаря

Для получения количества элементов в словаре применяется функция size() . Также класс map имеет функцию empty() , которая возвращает true , если словарь пуст.

#include #include int main() < std::mapproducts < , , >; std::cout 

Проверка наличия элемента

Чтобы проверить, есть ли в словаре элемент с определенным ключом, применяются функции count() (возвращает 1, если элемент есть, и 0 - если отсутствует) и contains() (возвращает true, если элемент есть, и false - если отсутствует). В обе функции передается ключ элемента:

#include #include int main() < std::mapproducts < std::pair, std::pair, std::pair >; std::cout 

Неупорядоченные словари

Тип std::map определяет словарь, который упорядочиваниет все свои элементы - по умолчанию в порядке возрастания ключей. Если упорядоченность не нужна, можно применять ти std::unordered_map , который в целом предоставляет тот же самый функционал, только не упорядочивает элементы и определен в заголовочном файле

#include #include int main() < std::unordered_mapproducts < std::pair, std::pair, std::pair >; for (const auto& [product, price] : products) std::cout

apple 60 milk 80 bread 30

Итераторы

Стоит отметить, что итераторы типа std::map являеются константными, что не позволяет изменять значения элементов при переборе:

#include #include int main() < std::mapphoneBook < , , >; for(auto iter; iter != phoneBook.end(); iter++) < std::cout first << "\t" second // для получения итераторов также можно использовать функции cbegin и cend for(auto iter; iter != phoneBook.cend(); iter++) < std::cout first << "\t" second >

Коллекции

Этот раздел содержит обзор коллекций Set и словарей Map (en-US) - встроенных структур данных с доступом по ключу.

Словари

Тип Map

Map (en-US) - реализация простого ассоциативного массива (словаря). Он содержит данные в виде набора пар ключ/значение(ключи уникальны) и предоставляет методы для доступа и манипулирования этими данными.

Также как и объект, словарь позволяет

  • получать значение по ключу, а также проверять наличие ключа
  • добавлять/удалять пары ключ/значение
  • перезаписывать значение по ключу (ключи уникальны).
  • итерироваться по ключам

Словари, как специализированная структура данных, имеют существенные преимущества по сравнению с объектами:

  • Ключи словаря могут быть любого типа (а не только строки).
  • Словарь хранит свой размер (не надо вычислять).
  • Натуральный порядок обхода элементов ( в порядке добавления) с помощью for. of .
  • Словарь не подмешивает ключи из прототипа (в отличие от объекта).

В следующем примере приведены основные операции со словарём:

var sayings = new Map(); sayings.set("dog", "woof"); sayings.set("cat", "meow").set("elephant", "toot"); //вызов функции .set возвращает Map, поэтому set можно объединять в цепочки sayings.set("dog", "гав-гав"); // заменить значение по ключу sayings.size; // 3 sayings.get("fox"); // undefined sayings.has("bird"); // false sayings.delete("dog"); for (var [key, value] of sayings)  console.log(key + " goes " + value); > // "cat goes meow" // "elephant goes toot" 

Больше примеров и полное описание на странице справочника Map (en-US) .

Тип WeakMap

WeakMap это специальный вид словаря, ключами которого могут быть только объекты, причём ссылки на них в WeakMap являются слабыми (не учитываются сборщиком мусора (garbage collector GC)).

Примечание: Интерфейс WeakMap совпадает с Map , единственное отличие - ключи WeakMap нельзя итерировать (т.e. нельзя получить список ключей). Это понятно, поскольку в таком случае возникла бы неопределённость с достоверностью этого списка в зависимости от состояния garbage collection.

Больше примеров, полное описание, а также обсуждение "Зачем WeakMap?" на странице справочника WeakMap .

Отметим, что WeakMap, в частности, может элегантно использоваться для упаковки приватных данных или деталей реализации. Следующий пример из статьи Nick Fitzgerald "Hiding Implementation Details with ECMAScript 6 WeakMaps". Приватная часть сохраняется как значение в privates и имеет время жизни такое же как и сущность класса. Сам класс и его методы публичны; прочее недоступно извне модуля:

const privates = new WeakMap(); export class Public()  constructor()  const me =  // Приватные данные идут здесь >; // 'me' будет освобождён вместе с 'this' . privates.set(this, me); > method ()  const me = privates.get(this); // Сделайте что-нибудь с приватными данными в 'me'. > > 

Коллекции

Тип Set

Set реализация коллекции - структура данных, которая содержит список уникальных элементов в порядке их добавления.

В следующем примере приведены основные операции по работе с коллекцией Set:

var mySet = new Set(); mySet.add(1); mySet.add("some text"); mySet.add("foo"); mySet.has(1); // true mySet.delete("foo"); mySet.size; // 2 for (let item of mySet) console.log(item); // 1 // "some text" 

Больше примеров и полное описание на странице справочника Set

Преобразования между Array и Set

Можно создать Array из Set с помощью Array.from или используя spread operator.

В свою очередь, конструктор Set может принимать Array в качестве аргумента.

Примечание: Поскольку Set структура работает с уникальными значениями, любые повторяющиеся элементы из Array будут проигнорированы.

.from(mySet); [. mySet2]; mySet2 = new Set([1, 2, 3, 4]); 
Сравнение Array и Set

Словари, как специализированная структура данных, имеют существенные отличия по сравнению с массивами:

  • Set.has работает быстрее чем Array.indexOf .
  • можно удалять элементы по значению (а не по индексу как массивах).
  • NaN обрабатывается корректно.
  • поддерживается уникальность значений.

Тип WeakSet

WeakSet это специальный вид коллекции, элементами которой могут быть только объекты. Ссылки на эти объекты в WeakSet являются слабыми (не учитываются сборщиком мусора (garbage collector GC)).

Примечание: Элементы WeakSet уникальны и могут быть добавлены только один раз, также как и в Set .

Основные отличия от Set :

  • WeakSet это коллекция объектов ( примитивные значения не могут быть добавлены).
  • WeakSet нельзя итерировать. А также нельзя получить список (итератор) элементов.

Использование WeakSet достаточно специфическое. Пользуясь тем, что они не могут создавать утечек памяти, в них можно, например, безопасно помещать ссылки на DOM-элементы.

Больше примеров и полное описание на странице справочника WeakSet

Проверка на равенство в Map и Set

Сравнение на равенство ключей в Map objects или объектов в Set основано на "same-value-zero algorithm":

  • алгоритм сравнения в целом совпадает с оператором === .
  • -0 и +0 считаются равными (в отличие от === ).
  • NaN считается равным самому себе (в отличие от === ).
  • « Предыдущая статья
  • Следующая статья »

Elixir: Словари

Словарь (Map) хранит пары ключ-значение. Это еще одна динамическая структура данных в которую можно добавлять и удалять элементы.

Словарь создается с помощью конструкции % value1, key2 => value2> . Для обращения по ключу используются квадратные скобки:

my_map = % 1, "b" => 2> my_map["a"] # 1 my_map["b"] # 2 

Часто в качестве ключей используют атомы:

other_map = % 1, :b => 2> other_map[:a] # 1 other_map[:b] # 2 

Для ключей атомов (и только в этом случае) можно использовать синтаксический сахар:

other_map = % other_map.a # 1 other_map.b # 2 

Обращение через квадратные скобки и обращение через точку работают по-разному в случае, когда ключ отсутствует в словаре:

other_map[:c] # nil other_map.c # ** (KeyError) key :c not found in: %

Как видим, в первом случае возвращается значение nil , а во втором случае генерируется исключение.

Функция Map.get работает так же, как обращение через квадратные скобки. Но она позволяет указать дефолтное значение для отсутствующего ключа:

Map.get(other_map, :a) # 1 Map.get(other_map, :c) # nil Map.get(other_map, :c, 42) # 42 

Для добавления нового ключа или для изменения значения существующего ключа используется функция Map.put :

Map.put(other_map, :c, 42) # % Map.put(other_map, :a, 42) # %

Словарь, как и все остальные значения в Эликсир, является иммутабельным. Поэтому функция Map.put возвращает новый словарь, а старый остается неизменным:

new_map = Map.put(other_map, :c, 42) IO.puts(inspect(new_map)) # => % IO.puts(inspect(other_map)) # => %

Для изменения значения существующего ключа есть синтаксический сахар:

% 42> # % % 42 , :b => 43> # %

Такой синтаксис удобен тем, что позволяет изменять несколько ключей сразу.

А добавить новый ключ этот синтаксис не позволяет:

% 42> # ** (KeyError) key :c not found in: %

Для удаления ключа используется функция Map.delete . Она тоже возвращает новый словарь, а старый остается неизменным:

Map.delete(other_map, :a) # %

Задание

Реализуйте функцию keys_sum , которая принимает словарь и два ключа, извлекает значения по этим ключам, и возвращает сумму значений. Если ключа в словаре нет, то соответствующее значение не учитывается.

Реализуйте функцию keys_product , которая принимает словарь и два ключа, извлекает значения по этим ключам, и возвращает произведение значений. Если ключа в словаре нет, то соответствующее значение не учитывается.

Реализуйте функцию copy_key , которая принимает два словаря, ключ, и значение по умолчанию. По ключу нужно извлечь значение из первого словаря и вставить во второй словарь. Если в первом словаре нет такого ключа, то во второй словарь нужно вставить значение по умолчанию. Если во втором словаре уже есть такой ключ, то его значение меняется.

map = % Solution.keys_sum(map, :a, :b) # => 3 Solution.keys_sum(map, :a, :c) # => 43 Solution.keys_sum(map, :c, :b) # => 44 map = % Solution.keys_product(map, :one, :five) # => 5 Solution.keys_product(map, :five, :ten) # => 50 Solution.keys_product(map, :two, :ten) # => 10 map1 = % map2 = % Solution.copy_key(map1, map2, :a, 42) # => % Solution.copy_key(map1, map2, :b, 42) # => % Solution.copy_key(map2, map1, :d, 42) # => % Solution.copy_key(map2, map1, :e, 42) # => %

Упражнение не проходит проверку — что делать? ��

Если вы зашли в тупик, то самое время задать вопрос в «Обсуждениях». Как правильно задать вопрос:

  • Обязательно приложите вывод тестов, без него практически невозможно понять что не так, даже если вы покажете свой код. Программисты плохо исполняют код в голове, но по полученной ошибке почти всегда понятно, куда смотреть.

В моей среде код работает, а здесь нет ��

Тесты устроены таким образом, что они проверяют решение разными способами и на разных данных. Часто решение работает с одними входными данными, но не работает с другими. Чтобы разобраться с этим моментом, изучите вкладку «Тесты» и внимательно посмотрите на вывод ошибок, в котором есть подсказки.

Мой код отличается от решения учителя ��

Это нормально ��, в программировании одну задачу можно выполнить множеством способов. Если ваш код прошел проверку, то он соответствует условиям задачи.

В редких случаях бывает, что решение подогнано под тесты, но это видно сразу.

Прочитал урок — ничего не понятно ��

Создавать обучающие материалы, понятные для всех без исключения, довольно сложно. Мы очень стараемся, но всегда есть что улучшать. Если вы встретили материал, который вам непонятен, опишите проблему в «Обсуждениях». Идеально, если вы сформулируете непонятные моменты в виде вопросов. Обычно нам нужно несколько дней для внесения правок.

Кстати, вы тоже можете участвовать в улучшении курсов: внизу есть ссылка на исходный код уроков, который можно править прямо из браузера.

Полезное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *