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- 1. 1 2010/10/23 Cryolite Boost.勉強会 #3 関西 S t a T L a a a e m n d dr rri b p l t e y
- 2. 自己紹介 • 名前： Cryolite • 特技： C++ とかできます 2
- 14. コンテナのイテレータは • コンテナ中の場所（コンテナ中の1要素）を 指し示す 14 // 同じ場所なら true だよ！ iter == jter;
- 15. コンテナのイテレータは • コンテナ中の場所（コンテナ中の1要素）を 指し示す • コンテナ中の 全要素を列挙する 15 // 同じ場所なら true だよ！ iter == jter; // 次の場所に移動するよ！ // 繰り返せば列挙になるよ！ ++iter;
- 16. コンテナのイテレータは • コンテナ中の場所（コンテナ中の1要素）を 指し示す • コンテナ中の 全要素を列挙する • 指し示している場所の値を取り出せる 16 // 同じ場所なら true だよ！ iter == jter; // 次の場所に移動するよ！ // 繰り返せば列挙になるよ！ ++iter; // あたいったら取り出すね！ *iter;
- 17. イテレータの3つの機能 （※イメージです） 17 2 3 5 7 11 13 17 ・・・ コンテナ
- 18. イテレータの3つの機能 （※イメージです） 18 2 3 5 7 11 13 17 ・・・ 場所を指示 コンテナ
- 19. イテレータの3つの機能 （※イメージです） 19 2 3 5 7 11 13 17 ・・・ 列挙する場所を指示 コンテナ
- 20. イテレータの3つの機能 （※イメージです） 20 2 3 5 7 11 13 17 ・・・ 5 値を取り出す 列挙する場所を指示 コンテナ
- 21. STL 最大の欠点 – Cryolite の眼： C++pro 21 Inspired by http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/Watcher/20101015/352993/
- 22. STL 最大の欠点 – Cryolite の眼： C++pro 配列†のインデックスを 再評価してもいいのでは？ 22 Inspired by http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/Watcher/20101015/352993/
- 23. STL 最大の欠点 – Cryolite の眼： C++pro 23 配列†のインデックスを 再評価してもいいのでは？ 筆者がここで言いたいのは， そろそろ配列†のインデック スを使ってみてもいいので は？ということだ． †一般にはランダムアクセスコンテナ Inspired by http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/Watcher/20101015/352993/
- 26. 26 古代暗黒魔法が封印された禁書を開 いてみると，そこには古代語で書か れたプログラムとおぼしきものが！ vector<int> v; ..... for (size_t i = 0; i != v.size(); ++i) { cout << v[i] << endl; } 温故知新 – 故きを温ね新しきを知る
- 27. 27 古代暗黒魔法が封印された禁書を開 いてみると，そこには古代語で書か れたプログラムとおぼしきものが！ vector<int> v; ..... for (size_t i = 0; i != v.size(); ++i) { cout << v[i] << endl; } 温故知新 – 故きを温ね新しきを知る ランダムアクセスコンテナならイ テレータを使わなくてもインデック スで要素を列挙できるもんっ！
- 28. • コンテナ中の場所を指し示す • コンテナ中の 全要素を列挙する • 指し示している場所の値を取り出せる 28 // 同じ場所なら true だよ！ iter == jter; // 次の場所に移動するよ！ // 繰り返せば列挙になるよ！ ++iter; // あたいったら取り出すね！ *iter; イテレータの機能を 思い出してみよう！
- 30. • コンテナ中の場所を指し示す 30 // 同じ場所なら true だよ！ i == j; ランダムアクセスコンテナの インデックスは……
- 31. • コンテナ中の場所を指し示す • コンテナ中の 全要素を列挙する 31 // 同じ場所なら true だよ！ i == j; // 次の場所に移動するよ！ // 繰り返せば列挙になるよ！ ++i; ランダムアクセスコンテナの インデックスは……
- 32. • コンテナ中の場所を指し示す • コンテナ中の 全要素を列挙する • 指し示している場所の値を取り出せ……る？ 32 // 同じ場所なら true だよ！ i == j; // 次の場所に移動するよ！ // 繰り返せば列挙になるよ！ ++i; // コ，コンテナオブジェクトさえあれば！ v[i]; ランダムアクセスコンテナの インデックスは……
- 37. 値の取り出し方を 抽象化しましょう ← 結論 37 v[i]; イテレータもインデックスも コンテナ中の場所を指し示せる *iter; 値の取り出し方を抽象化しましょう 値を取り出す構文が違う get(pm, desc); イテレータだったりインデックスだったり
- 38. 【再掲】 イテレータの機能（イメージ） 38 2 3 5 7 11 13 17 ・・・ 5 値を取り出す 列挙する場所を指示 コンテナ
- 42. ・・・ 5 列挙する1つのモノを指示 モノの集まり 32 7 モノと値を関連付ける 11 13 19 42 値の取り出し方を 抽象化したイメージへ……
- 43. 疑問 ・・・ 5 列挙する1つのモノを指示 モノの集まり 32 7 モノと値を関連付ける 11 13 19 こんな風に考えて 何がうれしいの？ 43
- 44. 疑問への回答その1 ・・・ 5 列挙する1つのモノを指示 モノの集まり 32 7 モノと値を関連付ける 11 13 19 こんな風に考えて 何がうれしいの？ 44 モノの指し示し方を 柔軟にできるよ！ イテレータ，インデックス， etc…
- 45. ・・・ 5 列挙する1つのモノを指示 モノの集まり 32 7 モノと値を関連付ける 11 13 19 こんな風に考えて 何がうれしいの？ 45 モノに対して柔軟に 値を関連付けられるよ！ 疑問への回答その2
- 46. ・・・ 1 モノの集まり 11 1 定数を関連付ける 1 1 1 46 疑問への回答その2 (例1)
- 47. ・・・ モノの集まり 3×22×2 7×2 11×2 13×2 19×2 47 5×2 値を加工して関連付ける 疑問への回答その2 (例2)
- 48. ・・・ 5 列挙する1つのモノを指示 モノの集まり 32 7 モノと値を関連付ける 11 13 19 こんな風に考えて 何がうれしいの？ 1つのモノに対して複数の 値を関連付けられるよ！ 48 疑問への回答その3
- 50. ・・・ 532 7 11 13 19 モノと値を関連付けその1 50 疑問への回答その3 (例)
- 51. ・・・ 532 7 11 13 19 ‘H’ ‘e’ ‘l’ ‘l’ ‘o’ ‘,’ ‘_’ モノと値を関連付けその1 モノと値を関連付けその2 51 疑問への回答その3 (例)
- 53. ・・・ 5 列挙する モノの集まり 32 7 モノと値を関連付ける 11 13 19 53 デスクリプタ それぞれの機能を担う オブジェクトに名前を付けよう！
- 54. ・・・ 5 モノの集まり 32 7 モノと値を関連付ける 11 13 19 54 デスクリプタ (デスクリプタを列挙する) イテレータ それぞれの機能を担う オブジェクトに名前を付けよう！
- 55. ・・・ 5 モノの集まり 32 7 プロパティマップ 11 13 19 55 デスクリプタ (デスクリプタを列挙する) イテレータ それぞれの機能を担う オブジェクトに名前を付けよう！
- 57. プロパティマップとは 57 デスクリプタを受け取って，値を返す インタフェイスを定義 デスクリプタと書き込む値を受け取って， 書き込むインタフェイスを定義 get(pm, desc); // 値が返る put(pm, desc, val);
- 58. プロパティマップとは • イテレータにおける「値を取り出す」「値を 書き込む」機能に対応 • うれしいこと3つ – モノの指し示し方が超柔軟に – モノに関連付けられた値の取り出し方・書き込 み方が超柔軟に – 1つのモノに対して複数の値・書き込み先を関 連付ける 58
- 60. イテレータ in STL 60 コンテナ アルゴリズム find sort remove ・・・・・ vector deque list ・・・・・ イテレータ
- 64. グラフのデータ構造とプロパティマップ - グラフのデータ構造は多種多様 64 a b c d e f a b d g b c d a c f a c g b f c d e 隣接リスト (例1)
- 65. グラフのデータ構造とプロパティマップ - グラフのデータ構造は多種多様 65 a b c d e f a b d g b c d a c f a c g b f c d e 隣接リスト (例2)
- 66. グラフのデータ構造とプロパティマップ - グラフのデータ構造は多種多様 66 隣接行列 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 a b c d e f a b c d e f
- 67. グラフアルゴリズムは頂点や 辺に関連付けられた値を駆使 67 グラフアルゴリズムは • 頂点の重み，インデックス，親，色 • スタートから各頂点までの距離 • 辺の重み，インデックス • 辺のインデックス などを使わないと実行できない 色々なグラフデータ構造に対して これらをどう関連付けるのか？
- 69. 具体的な例 – ランダムアク セスコンテナ & イテレータ 69 vector<Edge> struct Edge { double getWeight() const; void setWeight(double w); }; double get(WeightPMap, Iterator iter) { return iter->getWeight(); } 辺の重みの 読み出し iter
- 70. 具体的な例 – ランダムアク セスコンテナ & イテレータ 70 vector<Edge> struct Edge { double getWeight() const; void setWeight(double w); }; void put(WeightPMap, Iterator iter, double val) { iter->setWeight(val); } 辺の重みの 書き込み iter
- 71. 具体的な例 – ランダムアク セスコンテナ & イテレータ 71 vector<Edge> struct IteratorIndexPMap { Iterator first_; // = v.begin() }; size_t get(IteratorOffsetPMap pm, Iterator iter) { return iter - pm.first_; } 辺のインデックスの 読み出し (read-only) iter
- 72. 具体的な例 – ランダムアク セスコンテナ & インデックス 72 vector<Edge> struct Edge { double getWeight() const; void setWeight(double w); }; struct WeightPMap { vector<Edge> &v_; }; double get(WeightPMap pm, Index idx) { return pm.v_[idx].getWeight(); } 辺の重みの 読み出し idx
- 73. 具体的な例 – ランダムアク セスコンテナ & インデックス 73 vector<Edge> struct Edge { double getWeight() const; void setWeight(double w); }; struct WeightPMap { vector<Edge> &v_; }; void put(WeightPMap pm, Index idx, double val) { pm.v_[idx].setWeight(val); } 辺の重みの 書き込み idx
- 74. 具体的な例 – ランダムアク セスコンテナ & インデックス 74 vector<Edge> struct IdentityPMap {}; size_t get(IdentityPMap, Index idx) { return idx; } 辺のインデックスの 読み出し (read-only) idx
- 75. 様々なプロパティマップの例 75 vector<Edge> 0 1 2 3 4 インデックス
- 76. 76 vector<Edge> 0 1 2 3 4 インデックス another_vec[idx] 2 3 5 7 11 様々なプロパティマップの例
- 77. vector<Edge> 77 0 1 2 3 4 インデックス another_vec[idx] 2 3 5 7 11 様々なプロパティマップの例インデックスを踏み台にして， 他のランダムアクセスコンテナで 別の値をさらに関連付ける Edge クラスが元々持っていない 種類の値を非侵入的に関連付け
- 78. 78 list<Edge> double get(WeightPMap, Iterator iter) { return iter->getWeight(); } void put(WeightPMap, Iterator iter, double val) { iter->setWeight(val); } iter 様々なプロパティマップの例
- 79. 79 list<Edge> unordered_map<Iterator, double> 2 3 5 7 11 iter 様々なプロパティマップの例
- 80. 80 list<Edge> unordered_map<Iterator, size_t> 0 1 2 3 4 iter インデックス 様々なプロパティマップの例
- 81. 81 list<Edge> unordered_map<Iterator, size_t> 0 1 2 3 4 iter インデックス 2 3 5 7 11 another_vec[idx] 様々なプロパティマップの例
- 82. 様々なプロパティマップの例 list<Edge> 82 unordered_map<Iterator, size_t> 0 1 2 3 4 iter インデックス 2 3 5 7 11 another_vec[idx] 実メモリ上に記録した インデックスを踏み台にして， 他のランダムアクセスコンテナで 別の値をさらに関連付ける Edge クラスが元々持っていない 種類の値を非侵入的に関連付け
- 83. プロパティマップ in 汎用グラフライブラリ 83 グラフデータ構造 汎用グラフアルゴリズム プロパティマップ get(pm, desc), put(pm, desc, val)
- 84. プロパティマップ in 汎用グラフライブラリ 84 グラフデータ構造 汎用グラフアルゴリズム プロパティマップ get(pm, desc), put(pm, desc, val) アルゴリズムは プロパティマップのみに依存 どんなデータ構造に対しても 汎用で再利用可能
- 85. 85 ダイクストラ法で必要なプロパティ 種類 Read / Write 頂点 距離 Read & Write 先行頂点 Read & Write インデックス Read 辺 重み Read グラフアルゴリズムに 対する要求も多種多様
- 86. 86 ダイクストラ法で必要なプロパティ 種類 Read / Write 頂点 距離 Read & Write 先行頂点 Read & Write インデックス Read 辺 重み Read ゴールまでの最小の辺の 数が知りたいだけなんだけど グラフアルゴリズムに 対する要求も多種多様 辺の重みプロパティマップが 定数1を返せばよい
- 87. 87 ダイクストラ法で必要なプロパティ 種類 Read / Write 頂点 距離 Read & Write 先行頂点 Read & Write インデックス Read 辺 重み Read ゴールまでの最短距離だけが知りたい 実際の経路は別に分からなくてもよいのだが グラフアルゴリズムに 対する要求も多種多様 先行頂点の書き込みプロパティマップに 何もしないダミーを設定すればよい
- 88. プロパティマップ – まとめ • イテレータにおける「値を取り出す」「値を 書き込む」機能の抽象インタフェイス定義 • うれしいこと3つ – モノの指し示し方が超柔軟に – モノに関連付けられた値の取り出し方・書き込 み方が超柔軟に – 1つのモノに対して複数の値・書き込み先を関 連付ける • 汎用グラフライブラリで威力を発揮 88