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이번엔 모든 컨테이너에서 공통적으로 지니는 멤버 함수들을 정리해 볼 것이다.

Container 대신에 해당하는 컨테이너 및 자료형 타입을 기입하여 사용하면 된다.

생성자

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    vector<int> v1; // 1. Container(), 컨테이너를 생성.
    vector<int> v2(10); // 2. Container(size), 길이가 10개인(10*sizeof(type)) 컨테이너 생성.
    vector<int> v3(105); // 3. Container(size, value),  값이 5로 전부 채워진 길이 10개 컨테이너 생성.
    vector<int> v4(v3.begin(), v3.begin()+4); // 4. Container(iterator, iterator),  v3의 값을 복사하며 생성.
 
    vector<int>::iterator it;
 
    cout << endl << "v2---" << endl;
    for (it = v2.begin(); it < v2.end(); it++)
        cout << *it << ", ";
 
    cout << endl << "v3---" << endl;
    for (it = v3.begin(); it < v3.end(); it++)
        cout << *it << ", ";
 
    cout << endl << "v4---" << endl;
    for (it = v4.begin(); it < v4.end(); it++)
        cout << *it << ", ";
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실행 결과

empty()와 clear() 

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vector<int> v1; 
vector<int> v2(10); 
vector<int> v3(105); 
vector<int> v4(v3.begin(), v3.begin()+4); 
 
vector<int>::iterator it;
 
cout << "vector<int> v1; : " << v1.empty() << endl// true 반환
cout << "vector<int> v2(10); : " << v2.empty() << endl// false 반환
cout << "vector<int> v3(10, 5); : " << v3.empty() << endl// false 반환
v4.clear(); // 모든 요소 제거
cout << "v4.clear(); : " << v4.empty() << endl// true 반환
cs

empty() 멤버 함수는 해당 콘테이너가 비어져있는지를 확인하는 함수이고, clear() 멤버 함수는 해당 콘테이너 속 요소를 모두 제거 한다.

begin(), end() 와 erase()

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vector<int> v1; 
vector<int> v2(10); 
vector<int> v3(105); 
vector<int> v4(v3.begin(), v3.begin()+4); 
 
vector<int>::iterator it;
 
v3.erase(v3.begin(), v3.end() - 1); // 범위로 지우기 : v3.begin() 부터 (v3.end()-1)-1 까지 지운다.
for (it = v3.begin(); it < v3.end(); it++)
    cout << *it << ", ";
cout << endl;
 
v3.erase(v3.begin()); // 위에서 하나 남기고 모두 지웠으니, 시작 하나만 지우면 다 지워지는 꼴.
for (it = v3.begin(); it < v3.end(); it++)
    cout << *it << ", ";
cout << endl;
cs

begin() 함수와 end() 함수는 콘테이너의 시작과 끝 위치를 iterator 형으로 리턴한다. erase 멤버 함수는 컨테이너 내의 요소를 지우는 함수인데, 8번 라인처럼 범위로 지울 수 있고, 13번 라인처럼 해당 요소에 대해서 지울 수 있다.

insert()

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vector<int> v3(105); 
vector<int> v4(5100); 
vector<int>::iterator it;
 
v3.insert(v3.end() - 19999);
 
for (it = v3.begin(); it < v3.end(); it++)
    cout << *it << ", ";
cout << endl;
 
v4.insert(v4.end(), v3.begin(), v3.end());
 
for (it = v4.begin(); it < v4.end(); it++)
    cout << *it << ", ";
cout << endl;
cs

 

insert() 멤버 함수는 요소를 삽입하는 함수인데 마찬가지로, 5번 라인/11번 라인의 두 가지 형태로 삽입이 가능하다. 요소를 삽입하느냐, 범위로 삽입하느냐.

push_back(), pop_back()

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vector<int> v3(105); 
vector<int> v4(5100); 
 
vector<int>::iterator it;
 
v3.push_back(1000000);
for (it = v3.begin(); it < v3.end(); it++)
    cout << *it << ", ";
cout << endl;
 
v3.pop_back(); // 리턴 값이 없으며, 삭제만 가능하다.
for (it = v3.begin(); it < v3.end(); it++)
    cout << *it << ", ";
cout << endl;
cs

push_back 함수는 벡터의 가장 마지막에 요소를 추가, pop_back() 함수는 가장 마지막 요소를 삭제한다. 11번 라인에서의 주석처럼 pop_back()는 리턴 값이 없고 삭제만 가능하다.

operator=(),  operator()==, size()


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vector<int> v1({ 1,2,3,4,5 });
vector<int> v2;
 
cout << "v1.size() : " << v1.size() << endl;
v2 = v1; // operator()=
cout << "v2.size() : " << v2.size() << endl;
 
if (v1 == v2)
    cout << "v1과 v2는 동일한 값을 지닙니다." << endl;
else
    cout << "v1과 v2는 동일한 값을 지니지 않습니다." << endl;
    
cs

 

이로써 공통 멤버함수들에 대한 정리 끝!

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반복자(iterator) 에 대한 정리이다. 

반복자는 컨테이너의 요소를 가리키는 객체이다. 포인터와 비슷한 개념이지만 일반화된 포인터라고 보면 될 것 같다. 이 반복자를 통해 컨테이너의 요소에 쉽게 접근할 수 있다.

그러니까 쉽게 말하자면 컨테이너는 여러 종류이지만 각 컨테이너들의 자료 구조나 코드적인 구조를 생각하지 않더라도 컨테이너의 요소들에 쉽게 접근할 수 있도록 만들어진 인터페이스와 같다.

나는 이 반복자가 따로 클래스 정의되어 있는 것인줄 알았다. 그런 것이 아니고 보니까 각각 컨테이너마다 반복자가 들어있던 것이다.

사용법은 정말 간단한 코드로 정리를 해놓는다.

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#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main(void)
{
    int max_number = 0;
    int val = 0;
    vector<int> num_vector;
    vector<int>::iterator it; // 반복자를 선언한다.
 
    while (true)
    {
        cout << "벡터에 추가할 숫자를 입력하세요 (-123123 입력 시 종료) : ";
        cin >> val;
        if (val == -123123)
            break;
        else
            num_vector.push_back(val);
    }
    max_number = num_vector[0];
    for (it=num_vector.begin() ; it<num_vector.end(); it++
    {
        if (*it > max_number)
            max_number = *it;
    }
 
    cout << " 입력한 값 중에서 최대 값은 " << max_number << " 입니다." << endl;
    return 0;
}
cs

이전 코드와 다른 점은 컨테이너의 요소 순회를 정수 인덱스(i)가 아닌 반복자를 통해서 순회한다는 점인데, 9번 라인에서 벡터 콘테이너 클래스 템플릿 내에 존재하는 iterator를 선언하고, 21번 라인에서 선언한 반복자를 이용해서 시작과 끝을 설정하는 부분이다. 

위의 21번 라인에 있는 begin과 end 멤버는 어떤 반환을 하길래 저렇게 사용할까? 라는 생각에 벡터 컨테이너 클래스 내에서 begin과 end 멤버 함수의 정의를 확인해 보았는데, 친절하게도 아래와 같이 주석이 달려있다. 

반환형이 시퀀스의 시작을 위한 iterator 형태와 끝 iterator 형태를 반환하기 때문에 코드에서 선언한 반복자로 이를 반환 받은 후 범위에 대한 접근 처리를 진행할 수 있었던 것이다.

23, 24 라인과 같이 접근할 때에는 포인터를 사용하는 듯이 오버로딩된 연산자 * 을 통해서 진행된다.

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오늘은 컨테이너, 이터레이터, 알고리즘이란 무엇이며, 무엇이 있는지 학습한 결과를 기록한다.

Container

컨테이너는 뜻 그대로 그릇, 무언가 담을 수 있는 역할을 한다. 즉, 자료 및 값을 저장하는 역할을 한다. 이 그릇의 모양이나 크기에 따라 담기를 권장되는 내용물이 다르고 취급 방법이 다르다.(컵이라는 그릇에 라면을 담을 수는 있지만 효율적이지 못한 것처럼.)

먼저, 컨테이너에는 순차 컨테이너, 연관 컨테이너, 컨테이너 어댑터 등이 있다. 

이게 무슨 소리인가? 

순차 컨테이너 : 뭔가 자료들이 순차적으로 들어가는거..?
연관 컨테이너 : 연관되어서 들어가는거..? 쌍으로 연관되어서 들어가는 것인가?
컨테이너 어댑터 : 어댑터란 다른 전기나 기계 장치를 서로 연결해서 작동할 수 있도록 만들어 주는 결합 도구 라는 정의가 있는 것으로 보아, 컨테이너와 컨테이너를 변환할 수 있는 그런게 아닐까?

나는 리얼로 위와 같이 생각했다. 내가 조사해 본 컨테이너들은 다음과 같다.

순차 컨테이너 

말 그대로 순차적으로 자료를 저장한다. 내 예측이 맞았다! 순차 컨테이너에서는 자료의 추가가 빠르지만 탐색할 때에는 시간이 많이 걸린다. 왜냐하면 순차적으로 접근하기 때문에!

이러한 순차 컨테이너에는 vector, deque, list 가 있다. 그렇게 벡터, 벡터했던게 바로 여기서 나오는 개념이었구나~

1. Vector : 동적 배열 처럼 동작하며, 자료는 뒤 쪽에서 추가된다.
2. Deque : 벡터와 유사하지만 앞에서도 자료들이 추가될 수 있다.
3. List : 벡터와 유사하지만 중간에서 자료를 추가하는 연산이 효율적이다.

연관 컨테이너

다음은 연관 컨테이너이다. 연관 컨테이너는 조사해 본 결과 사전과 같은 구조로 자료를 저장한다고 한다. 즉, 키와 값의 형태로 데이터가 저장되고, 자료들은 정렬되어 있으며 이러한 정렬 때문에 자료 추가에는 시간이 걸리지만 탐색은 키를 통하여 한 번에 뽑아내니 빠르다. 

이러한 연관 컨테이너에는 Set, Map, MultiSet, MultiMap 등이 있다

1. set : 집합이라고 하며, 중복이 없는 자료들이 정렬되어 저장된다.
2. map : 맵이라고 하며, key - value 형태로 저장된다.
3. multiset : 다중 집합이라고 하며, 집합과 유사하지만 자료의 중복을 허용한다.
4. multimap : 다중 맵이라고 하며, 맵과 유사하지만 키가 중복될 수 있다.

컨테이너 어댑터

드디어 컨테이너 어댑터이다!

컨테이너 어댑터는 기존 컨테이너의 인터페이시를 제한하여 만든 기능이 제한되거나 변형된 컨테이너를 의미한다고 한다. 이게 무슨 말일까 싶어서 좀 더 확인해보았는데

컨테이너 어댑터에는 Stack이 있다. 이를 예로 들자면, 기본 컨테이너인 벡터는 vector 클래스를 사용하는데 이 클래스의 인터페이스를 제한하고(벡터의 여러 기능들을 제한하고) 특정 형태(스택에 관련된 연산)의 동작 만을 수행하도록 한다.

그러니까 한 마디로 내가 어떤 자료구조를 구현할 것 인데 그냥 밑 바닥부터 구현하기 힘들고 귀찮은데 마침 기가 막히고 검증된 기존의 컨테이너가 있으니 이를 활용하여 확장 및 축소 등의 적용(Adapt)을 하는 것이라고 보면 될 것 같다. 그런데 뭔가 계속 제한한다고 하는데 이는 기존의 컨테이너에서 필요없는 부분은 사용하지 못하도록 하는 의미의 제한인 것 같다.

아무튼, 이러한 컨테이너 어댑터에는 Stack, Queue, Priority queue이 제공된다.

Iterator

이제는 반복자(Iterator)의 개념이다.

이 반복자는 각 컨테이너의 자료구조에 맞는 액세스를 할 수 있도록 도와준다. 예를 들어 순회를 한다거나, 원하는 값이 있는 메모리에 접근 가능하도록. 검증되었기 때문에 안심하고 사용해도 된다.

일종의 포인터와 비슷한 객체이다. 기존의 자료구조에서 보면 링크드 리스트에서만 보더라도 노드를 순회하기 위해서는 포인터의 값을 증가 혹은 감소시키고 여러 검사를 하는 등 작업을 했는데 반복자가 이를 대신해준다고 보면 된다. 

알고리즘마다 각기 다른 방식으로 컨테이너 요소들에 접근하기 때문에 반복자에도 여러 종류들이 존재한다. 그렇기 때문에 컨테이너를 사용한다면 꼭 반복자를 사용해야 한다.

반복자에는 몇 가지 예를 들자면 input iterator, output iterator, forward iterator, bidirectional iterator, random access iterator 등이 있다.

Algorithm

알고리즘은 문제 해결하기 위해서 그 절차나 방법의 공식화를 의미한다.

탐색, 정렬, 반전, 삭제, 변환 등이 있다.

 

위와 같이 3가지 요소로 구성된 것이 C++ STL이라는 것을 학습했고, 대충 개념을 잡게 되었다.

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