[C++ 스터디] 템플릿과 표준 템플릿 라이브러리{STL}_(2)

vector 컨테이너

[C++ 표준 템플릿 라이브러리, STL]

- STL(Standard Template Library)

: 표준 템플릿 라이브러리로 C++ 표준 라이브러리 중 하나이다. 많은 제네릭 클래스와 제네릭 함수를 포함하여 개발자는 이것들을 이용하여 쉽게 프로그램을 작성할 수 있다.

 

- STL의 구성

1.  컨테이너  : 템플릿 클래스
   • 데이터를 담아주는 자료구조를 표현한 클래스로 리스트, 큐, 스택, 맵, 셋, 벡터 등이 있음
2.  iterator  : 컨테이너 원소에 대한 포인터
   • 컨테이너의 원소들을 순회하면서 접근하기 위해 만들어진 컨테이너 원소에 대한 포인터
3.  알고리즘  : 템플릿 함수
   • 컨테이너 원소에 대한 복사, 검색, 삭제, 정렬 등의 기능을 구현한 템플릿 함수이지만, 컨테이너의 멤버 함수는 아님

 

[STL과 관련된 헤더 파일과 이름 공간]

- 헤더 파일 : 컨테이너 클래스를 이용하기 위한 헤더 파일  》 해당 클래스가 선언된 헤더 파일 include

#include <vector>	// vector 클래스 사용하기 위해 헤더파일 include
#include <list>		// list 클래스 사용하기 위해 헤더파일 include
#include <algorithm>	// 알고리즘 함수에 상관없이 헤더파일 include

- 이름 공간 : STL이 선언된 이름 공간은 std

 

{예제 10-10 문자열을 저장하는 벡터 만들기 연습}

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
using namesapce std;

int main() {
    vector<string> sv;	// 문자열 벡터 생성
    string name;
    
    cout << "이름을 5개 입력하라" << endl;
    // 한 줄에 한 개씩 5개의 이름을 입력받기
    for(int i=0; i<5; i++) {
    	cout << i+1 << ">>";
        sv.push_back(name);
    }
    name = sv.at(a);	// 벡터의 첫 원소
    for(int i=1; i<sv.size(); i++) {
    	if(name < sv[i])	// sv[i]의 문자열이 name 보다 사전에서 뒤에 나옴
        	name = sv[i];	// name을 sv[i]의 문자열로 변경
    }
    cout << "사전에서 가장 뒤에 나오는 이름은 " << name << endl;
}

 

[iterator 사용]

- iterator란? : 반복자라고도 부르며 컨테이너의 원소를 가리키는 포인터

- iterator 변수 선언 : 구체적인 컨테이너를 저장하여 반복자 변수 선언

 

{예제 10-11 iterator를 사용하여 vector의 모든 원소에 2 곱하기}

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main() {
    vector<int> v;	// 정수 벡터 생성
    v.push_back(1);
    v.push_back(2);
    v.push_back(3);
    
    vector<int>::iterator it;	// 벡터 v의 원소에 대한 포인터 it 선언
    
    for(it=v.begin(); it != v.end(); it++) {	// iterator를 이용하여 모든 원소 탐색
    	int n = *it;	// it가 가리키는 원소 값 리턴
        n = n*2;	// 곱하기 2
        *it = n;	// it가 가리키는 원소에 값 쓰기
    }
    
    for(it=v.begin(); it != v.end(); it++)	// 벡터 v의 모든 원소 출력
    	cout << *it << ' ';
    cout << endl;
}

 

map 컨테이너

[map 컨테이너]

- (키, 값)의 쌍을 원소로 저장하는 제네릭 컨테이너 》 동일한 '키'를 가진 원소가 중복 저장되면 오류 발생

- '키'로 '값' 검색

- #include <map> 필요

 

{예제 10-12 map으로 영한 사전 만들기}

#include <iostream>
#include <string>
#incldue <map>
using namespace std;

int main() {
	map<string, string> dic;	// 맵 컨테이너 생성. 키는 영어단어, 값은 한글단어
    
    // 단어 3개를 map에 저장
    dic.insert(make_pair("love", "사랑"));
    dic.insert(make_pair("apple", "사과"));
    dic["cherry"] = "체리";
    
    cout << "저장된 단어 개수" << dic.size() << endl;
    
    string eng;
    while (true) {
    	cout << "찾고 싶은 단어 >> ";
        getline(cin, eng);	// 사용자로부터 키 입력
        if (eng == "exit")
        	break;		// "exit" 입력되면 종료
          
        if(dic.find(eng) == dic.end())		// eng '키'를 끝까지 찾았는데 없음
        	cout << "없음" << endl;
        else
        	cout << dic[eng] << endl;	// dic에서 eng의 값을 찾아 출력
    }
    cout << "종료합니다" << endl;
}

 

[STL 알고리즘 사용하기]

- 알고리즘 함수

• 템플릿함수
• 전역함수 : STL 컨테이너 클래스의 멤버 함수가 아님
• iterator와 함께 작동

- sort() 함수 사례_두 개의 매개 변수 사용

• 첫번째 매개 변수 : 소팅을 시작한 원소의 주소
• 두번째 매개 변수 : 소팅 범위의 마지막 원소 다음 주소

#include <algorithm>	// 헤더파일

vector<int> v;
...
sort(v.begin(), v.end());	// 벡터 전체 정렬
sort(v.begin(), v.end()+3);	// v.begin()에서 v.begin()+2까지, 처음 3개 원소 정렬
sort(v.begin()+2, v.end()+5);	// 벡터의 3번째 원소에서 v.begin()+4까지, 3개 원소 정렬

 

{예제 10-13 sort() 함수를 이용한 vector 정렬}

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

int main() {
	vector<int> v;	// 정수 벡터 생성

	cout << "5개의 정수를 입력하세요>> ";
	for(int i=0; i<5; i++) { 
    	int n;
		cin >> n;
		v.push_back(n);	// 키보드에서 읽은 정수를 벡터에 삽입
	}
    
	// v.begin()에서 v.end() 사이의 값을 오름차순으로 정렬
	// sort() 함수의 실행 결과 벡터 v의 원소 순서가 변경됨
	sort(v.begin(), v.end());
	// sort(v.begin(), v.begin()+3);
	// sort(v.begin()+2, v.begin()+5);

	vector<int>::iterator it;	// 벡터 내의 원소를 탐색하는 iterator 변수 선언
	
    for(it=v.begin(); it != v.end(); it++)	// 벡터 v의 모든 원소 출력
    	cout << *it <<' ';
    cout << endl;
}

 

[auto를 이용하여 쉬운 변수 선언] _ C++에서 auto

 1. 기능

• C++11부터 auto 선언의 의미 수정 : 컴파일러에게 변수 선언문에서 추론하여 타입을 자동 선언하도록 지시
• C++11 이전까지는 스택에 할당되는 지역 변수를 선언하는 키워드

 2. 장점 : 복잡한 변수 선언을 간소하게, 긴 타입 선언시 오타 줄임

 3. 기본 사용 사례

auto pi = 3.14;	//3.14가 실수이므로 pi는 double 타입으로 선언
auto n = 3;	// 3이 정수이므로 n을 int 타입으로
auto *p = &n;	// 변수 p는 int* 타입으로 추론
...
int n = 10;
int & ref = n;		// ref는 int에 대한 참조 변수
auto ref2 = ref;	// ref2는 int& 변수로 자동 선언

 

{예제 10-14 auto를 이용한 변수 선언}

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int square(int x) { return x*x; }

int main() {
    // 기본 타입 선언에 auto 활용
    auto c = 'a';	// c는 char 타입으로 결정
    auto pi = 3.14;	// pi은 double 타입으로 결정
    auto ten = 10;	// ten은 int 타입으로 결정
    auto *p = &ten;	// 변수 p는 int* 타입으로 결정
    cout << c << " " << pi << " " << ten << " " << *p << endl;

    // 함수의 리턴 타입으로 추론
    auto ret = square(3);	// square() 함수의 리턴 타입이 int 이므로 ret는 int로 결정
    cout << *p << " " << ret << endl;
	
    vector<int> v = { 1,2,3,4,5 };  //벡터 v에 5개의 원소, 1,2,3,4,5 삽입
    vector<int>::iterator it;
    for (it = v.begin(); it != v.end(); it++)
        cout << *it << " ";	// 1 2 3 4 5 출력
    cout << endl;

    // 템플릿에 auto를 사용하여 간소화
    for (auto it = v.begin(); it != v.end(); it++)
        cout << *it << " ";	// 1 2 3 4 5 출력
}