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.

Контейнер map (ассоциативный массив, словарь)

Обычные массивы представляют собой набор пронумерованных элементов, то есть для обращения к какому-либо элементу списка необходимо указать его номер. Номер элемента в списке однозначно идентифицирует сам элемент. Но идентифицировать данные по числовым номерам не всегда оказывается удобно. Например, маршруты поездов в России идентифицируются численно-буквенным кодом (число и одна цифра), также численно-буквенным кодом идентифицируются авиарейсы, то есть для хранения информации о рейсах поездов или самолетов в качестве идентификатора удобно было бы использовать не число, а текстовую строку.

Структура данных, позволяющая идентифицировать ее элементы не по числовому индексу, а по произвольному, называется словарем или ассоциативным массивом. Соответствующая структура данных в библиотеке STL называется map (отображение), поскольку словарь является сопоставлением элементам одного множества (ключам, то есть индексам) значения из другого множества. Для использования этой структуры необходимо подключить заголовочный файл map .

Рассмотрим простой пример использования словаря. Заведем словарь Capitals , где индексом является название страны, а значением — название столицы этой страны. Это позволит легко определять по строке с названием страны ее столицу.

// Создадим словарь map Capitals; // Заполним его несколькими значениями Capitals["Russia"] = "Moscow"; Capitals["Armenia"] = "Yerevan"; Capitals["Turkey"] = "Ankara"; cout > country; // Проверим, есть ли такая страна в словаре Capitals if (Capitals.count(country)) < // Если есть - выведем ее столицу cout else < // Запросим название столицы и добавив его в словарь cout > city; Capitals[country] = city; >

Итак, каждый элемент словаря состоит из двух объектов: ключа и значения. В нашем примере ключом является название страны, значением является название столицы. Ключ идентифицирует элемент словаря, значение является данными, которые соответствуют данному ключу. Значения ключей — уникальны, двух одинаковых ключей в словаре быть не может.

При объявлении структуры данных из шаблона map необходимо указать типы данных ключа и значения. В нашем примере оба этих типа string .

В жизни широко распространены словари, например, привычные бумажные словари (толковые, орфографические, лингвистические). В них ключом является слово-заголовок статьи, а значением — сама статья. Для того, чтобы получить доступ к статье, необходимо указать слово-ключ.

Другой пример словаря, как структуры данных — телефонный справочник. В нем ключом является имя, а значением — номер телефона. И словарь, и телефонный справочник хранятся так, что легко найти элемент словаря по известному ключу (например, если записи хранятся в алфавитном порядке ключей, то легко можно найти известный ключ, например, бинарным поиском), но если ключ неизвестен, а известно лишь значение, то поиск элемента с данным значением может потребовать последовательного просмотра всех элементов словаря.

Особенностью ассоциативного массива является его динамичность: в него можно добавлять новые элементы с произвольными ключами и удалять уже существующие элементы. При этом размер используемой памяти пропорционален размеру ассоциативного массива. Доступ к элементам ассоциативного массива выполняется хоть и медленнее, чем к обычным массивам, но в целом довольно быстро.

Когда нужно использовать словари

Словари нужно использовать в следующих случаях:

  • Подсчет числа каких-то объектов. В этом случае нужно завести словарь, в котором ключами являются объекты, а значениями — их количество.
  • Хранение каких-либо данных, связанных с объектом. Ключи — объекты, значения — связанные с ними данные. Например, если нужно по названию месяца определить его порядковый номер, то это можно сделать при помощи словаря Num["January"] = 1; Num["February"] = 2; . .
  • Установка соответствия между объектами (например, “родитель—потомок”). Ключ — объект, значение — соответствующий ему объект.
  • Если нужен обычный массив, но при этом максимальное значение индекса элемента очень велико, но при этом будут использоваться не все возможные индексы (так называемый “разреженный массив”), то можно использовать ассоциативный массив для экономии памяти.

Работа с элементами словаря

Основная операция со словарем: получение значения элемента по ключу, записывается так же, как и для массивов: A[key] . Если элемента с заданным ключом не существует в словаре, то возвращается 0, если значения словаря числовые, пустая строка для строковых значений и значение, возвращаемое конструктором по умолчанию для более сложных объектов.

Также для доступа к элементам словаря можно использовать метод at(key) . Как и в случае с вектором, этот метод производит проверку наличия в словаре элемента с ключом key , а при его отсутствии генерирует исключение (ошибка исполнения).

Проверить принадлежность ключа key словарю можно методами count(key) (возвращает количество вхождений ключа в словать, то есть 0 или 1) или find(key) (возвращает итератор на найденный элемент или значение end() , если элемент отcутствует в словаре).

Для добавления нового элемента в словарь нужно просто присвоить ему какое-то значение: A[key] = value .

Операции доступа к элементу по его ключу и добавления элемента в словарь производятся за \(O(\log n)\) (\(n\) — число элементов в словаре).

Для удаления элемента из словаря используется метод erase() . В качестве параметра ему нужно передать либо значение ключа удаляемого элемента (тогда удаление производится за \(O(\log n)\)), либо итератор на удаляемый элемент (тогда удаление будет проводиться за \(O(1)\)).

Перебор элементов словаря

Как и для множеств, для словарей определены итераторы. Методы find , upper_bound , lower_bound , begin , end , rbegin , rend возвращают итератор на элемент словаря. Назначение этих элементов такое же, как для контейнера set. Методы поиска в качестве параметра получают ключ элемента.

Разыменование итератора возвращает объект типа pair , у которого поле first — это ключ элемента, а поле second — его значение.

Используя итераторы можно организовать перебор всех элементов словаря:

for (auto it = Capitals.begin(); it != Capitals.end(); ++it) <
cout cout >

Вместо громоздкой записи (*it).first и (*it).second можно использовать более компактный оператор доступа к полю через указатель “ -> ”: it->first , it->second .

Также элементы словаря можно перебирать и при помощи range-based циклов. В этом случае значение элемента словаря - это пара из двух полей: ключ и значение. Аналогичный пример вывода элементов словаря, разыменовывать auto-переменную не нужно:

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 »

Found a content problem with this page?

  • Edit the page on GitHub.
  • Report the content issue.
  • View the source on GitHub.

This page was last modified on 7 авг. 2023 г. by MDN contributors.

Your blueprint for a better internet.

  • MDN on Mastodon
  • MDN on X (formerly Twitter)
  • MDN on GitHub
  • MDN Blog RSS Feed

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 *