Обработка данных (лекция 1 - 2)

Понятия данных и обработки данных
Данные — зарегистрированная информация, представление фактов, понятий или инструкций в форме, приемлемой для общения, интерпретации, или обработки человеком или с помощью автоматических средств.
Обработка данных — [data processing, information processing] процесс приведения данных к виду, удобному для использования.
Информационная технология — это процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления.

Области применения технологий обработки данных
Астрономия
Бухгалтерский учёт
Биотехнологии
Издательское дело
Компьютерная графика
Криптография
Уфология
Экспериментальная
психология
Нанотехнологии
Обработка результатов
экспериментов
Обработка сигналов
Обучение
Прикладная статистика
Экономическая
кибернетика
практически все области жизни современного общества
Несложно назвать еще много примеров поскольку это -
список примеров:
а также:

Standard Template Library (STL)
Стандартная библиотека
шаблонов
Краткий обзор библиотеки

В библиотеке STL выделяют пять основных компонентов:
Контейнер (англ. container) — хранение набора объектов в памяти.
Итератор (англ. iterator) — обеспечение средств доступа к содержимому контейнера.
Алгоритм (англ. algorithm) — определение вычислительной процедуры.
Адаптер (англ. adaptor) — адаптация компонентов для обеспечения различного интерфейса.
Функциональный объект (англ. functor) — сокрытие функции в объекте для использования другими компонентами.

Контейнеры STL
Наиболее часто используемым функционалом STL являются
контейнерные классы («контейнеры»).
Контейнеры STL делятся на три основные категории:
Последовательные контейнеры
Ассоциативные контейнеры
Адаптеры

Последовательные контейнеры
реализуют структуры данных с возможностью последовательного доступа к ним.
Определяющая характеристика: можно вставить свой элемент в любое место контейнера.
vector - динамический непрерывный массив
list - список
deque - очередь

Некоторые особенности последовательных контейнеров
Вектор (vector) представляет собой тип последовательного контейнера, который используется в большинстве случаев.
Список (list) используется при частых операциях вставки и удаления в произвольной позиции.
Дек (deque) выбирается в случае, если удалений нет, а вставки производится только в конце последовательности элементов».

Вектора в С++

Создание вектора определенного типа (синтаксис):
vector<тип_элемента> имя_вектора;
Вектор создание и инициализация
Пример:
#include
Std::vector
V; //пустой вектор
Std::vector
V(10); // вектор размером 10 //элементов
Std::vector
V(10, 0); //вектор размером 10 //элементов равных 0
Подключение библиотеки
using namespace std;
Объявление пространства имен

Методы класса vector
push_back() - добавление нового элемента в конец вектора;
size() – определение размера вектора (количество элементов);
pop_back() — удалить последний элемент;
clear() — удалить все элементы вектора;
empty() — проверить вектор на пустоту.
Для доступа к элементам вектора можно использовать квадратные скобки [], также, как для обычных массивов

//Пример процедуры вывода вектора
void pr_vec(vector
A)
{
for(int i = 0; i < A.size(); i++)
cout << A[i] << ' ';
cout<
}
Пример процедуры вывода на консоль элементов вектора
Размер вектора определяется методом size():
имя_вектора.size();
Пример: int n=V.size();

Некоторые операции с векторами
Изменение размера вектора (количества элементов):
имя_вектора.resize(новый_размер);
Добавить новый элемент в конец вектора: имя_вектора.push_back(новый_элемент);

Пример: играем с размерами вектора

Значения вектора
Показать

Итераторы

Итератор — нечто, указывающее на элемент вектора.
Объявление итератора:
vector<тип>::iterator имя_итератора;
Итераторы
Итератор имя_вектора.begin() указывает на первый элемент соответствующего вектора.
Итератор имя_вектора.end() указывает на фиктивный элемент вектора, расположенный за последним его элементом

Действия с итераторами
Для итератора на vector вы можете:
Выполнять операцию разыменования (обращаться к значению элемента на которое указывает итератор), как мы это делали с указателем: int x = *it;
Использовать инкремент (it++, ++it) и декремент (it--, --it).
Применять арифметические операции. Например, сместить итератор на пять элементов вправо, вот так: it += 5;
Сравнивать на равенство if (it == it2) { ...
Передать переменной разницу итераторов
int x = it - it2;

Алгоритмы

Использование итераторов
Требования:
#include
Пространство имен: std
Векторы и итераторы позволяют воспользоваться большим количеством библиотечных функций, которые называются алгоритмами
#include

Вывод вектора по итератору
Функции для тестовой программы
Формирование вектора из файла

Начало тестовой программы
Минимальный и максимальный элементы
Функции возвращают итератор.

Поиск заданного элемента
Вставка элементов в вектор:
имя_вектора.insert(куда, что)
Здесь:
куда — итератор, указывающий на элемент, непосредственно перед которым вставляется новый элемент.
что — элемент, который нужно вставить.
insert возвращает итератор, указывающий на только что вставленный элемент.

Удаление заданного элемента
Сортировка и реверс

Удаление диапазона элементов
Удаление элементов вектора по значению:
имя_вектора.erase( remove(имя_вектора.begin(),
имя_вектора.end(), значение), имя_вектора.end());

Потоковые итераторы
Суть применения потоковых итераторов в том, что они превращают любой поток в итератор, используемый точно так же, как и прочие итераторы: перемещаясь по цепочке данных, считывает значения объектов или присваивает им другие значения.
Итератор потока ввода — это удобный программный интерфейс, обеспечивающий доступ к любому потоку, из которого требуется считать данные.
Потоковые итераторы имеют одно существенное ограничение — в них нельзя возвратиться к предыдущему элементу. Единственный способ сделать это - заново создать итератор потока.
Практически итератор потока вывода используется для отображения данных на экране.

являются либо итератором входного потока, либо итератором выходного потока.
Классы для этих итераторов:
istream_iterator и ostream_iterator.
Потоковые итераторы
Примеры :
istream_iterator cin_it (cin) - это итератор
для потока cin.
ostream_iterator cout_it (cout) - это итератор
для потока cout.
ostream_iterator cout_it (cout, " ") - это итератор для потока cout с разделителем.

Примеры использования потоковых итераторов
Алгоритм: вводим целые числа
Они после ввода отображаются на экране (выводятся).
Если введено число 111, работа программы завершается.

Функция copy в C++
Часто приходиться вывести некоторое количество элементов или добавить ячейки из одного контейнера в другой. Часто для это используется цикл, но есть средство лучше — метод copy().
copy — это метод который имеет три области применения.
Первая — это выводить элементы от n-го итератора до j.
Вторая — это добавлять элементы из контейнера A в контейнер B.
Третья — это копирование диапазона ячеек и вставка его позицию X.
Синтаксис:
copy(<первый>, <последний>, <операции>);
вывод элементов
добавление элементов
копирование элементов
Первый и последний – это диапазон ячеек, с которыми будут выполняться операции
В операции входит:

Примеры использования потоковых итераторов
Имена
По умолчанию eos = ^Z (Ctrl Z)

Добавление элементов в вектор
inserter — специальный тип итератора вывода который добавляет элементы из контейнера A в контейнер B.
back_inserter — добавляет значения в конец STL контейнера.
front_inserter — добавляет элементы в начала контейнера (не работает с вектором)
copy(<первый>,<последний>, inserter(<имя контейнера>, <итератор>));

Вывод и ввод вектора без цикла
Начало то же, только добавить
#include

Копирование элементов из одного вектора в другой

Добавление элементов в конец вектора

Копирование элементов в другой вектор
Для вставки копируемых элементов в контейнер нужно третьим аргументом передавать — итератор. От него начнут изменяться ячейки на значения другого контейнера.
Доступ к элементам вектора

Работа с файлом