Versiunea curentă din 14 mai 2017 19:58

În acest laborator se vor implementa structuri de date asociative (map) cu arbori binari și funcții hash.

Structura de date asociativă - Map

Structura de date asociativă (map) este o structură de date abstractă care stochează perechi de elemente cheie-valoare, 
într-o ordine arbitrară stabilită de structură, astfel încât nu pot exista două perechi cu aceeași cheie în map.

În esență, un map este o mulțime (set) de chei care sunt întotdeauna stocate împreună cu o valoare.

Map-ul are următoarele proprietăți:

Datele sunt plasate într-o ordine oarecare stabilită arbitrar de structură.
Numărul de elemente ce poate fi stocat de structură este nelimitat.
Elementele stocate în map sunt de același fel.
Tipul de date al cheii și tipul de date al valorii pot fi diferite.
Map-ul poate conține doar chei unice, în baza unei funcții definite de egalitate. Altfel spus, dacă două chei sunt egale din punctul de vedere al map-ului, ele nu pot fi ambele prezente în perechi cheie-valoare în map.

Map-ul suportă următoarele operații de bază:

Interogarea numărului de elemente din map.
Verificarea dacă map-ul este gol.
Adăugarea perechi cheie-valoare (insert) - dacă cheia există deja în map, aceasta nu se înlocuiește.
Verificarea dacă o cheie există în map (count).
Căutarea unei valori după o cheie dată (at);
Eliminarea unei chei din map (erase).

Implementarea de structuri asociative cu funcții hash

Definirea funcțiilor hash și a proprietăților lor s-a făcut în laboratorul 5 (SDA Lucrarea 5#Implementarea de mulțimi cu funcții hash).

Tipul de date și funcțiile de bază

În continuare vom prezenta un exemplu de map de la CNP (cheia) la elemente de tip Person (valoarea), implementată cu funcții hash. În primul rând vom defini structura ce memorează datele legate de o persoană:

struct Person {
    std::string firstName;
    std::string lastName;
    std::string idNumber; // seria si numarul de buletin
    std::string address;
    std::string birthday;
    std::string cnp;
};

Funcțiile de hash și de egalitate pentru clasa std::string sunt deja implementate în STL. Dacă totuși aveți nevoie de a folosi niste funcții proprii, acestea se scriu în același fel ca cele pentru mulțimi împlementate cu funcții hash (vezi SDA Lucrarea 5).

Clasa `std::unordered_map`

Pentru stocarea datelor necesare map-ului, În STL se definește clasa std::unordered_map în header-ul unordered_map. Aceasta este o clasă de tip template care se parametrizează cu două tipuri de date: tipul pentru cheie și tipul pentru valoare:

#include <unordered_map>
#include <string>

int main() {
    std::unorder_map<std::string, Person> myMap; // un map de la string la Person
    return 0;
}

Crearea unui `std::unordered_map`

Pentru crearea unui std::unordered_map, se definește următorul constructor:

/**
 * Constructorul creeaza un map nou și inițializează structurile de date interne.
 */
unordered_map();

Exemplu:

#include <unordered_map>
#include <string>

int main() {
    std::unorder_map<std::string, Person> myMap;
    Person person;
    myMap["190010112345"] = person;
    return 0;
}

Interogarea numărului de elemente din map

Pentru interogarea numărului de elemente din map se definesc:

/**
 * Metoda intoarce numarul de elemente din map.
 * @return numarul de elemente din map.
 */
uint64_t size();

/**
 * Metoda intoarce true dacă map-ul nu conține nici un element.
 * @return true dacă map-ul este gol, false în rest.
 */
bool empty();

Exemplu:

#include <unordered_map>
#include <string>
#include <cstdio>

int main() {
    std::unorder_map<std::string, Person> myMap;
    Person person;
    myMap["190010112345"] = person;
    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
    return 0;
}

Adăugarea unei perechi cheie-valoare în map

Pentru operația de adăugare se definesc următoarele metode:

/**
 * Metoda adauga perechea data in map daca cheia nu exista. 
 * @param keyValuePair o pereche cheie-valoare
 * @return o pereche iterator-bool, unde iteratorul identifică perechea 
 *   introdusă în map, sau cea existentă cu aceeași cheie, iar bool spune daca
 *   perechea a fost introdusa sau nu (pentru ca exista deja).
 */
pair<iterator, bool> insert(pair<K, V> keyValuePair);

/**
 * Metoda ia ca argument o cheie și intoarce o referinta (LVALUE) la 
 *  valoarea asociată. Dacă cheia nu există în map, se adaugă cu o valoare
 *  neutră.
 * @param key cheia ce se dorește adăugată (sau interogată).
 * @return o referință la valoarea asociată cheii.
 */
V & operator[](K key);

Exemplu:

#include <unordered_map>
#include <string>
#include <cstdio>
 
int main() {
    std::unorder_map<std::string, Person> myMap;
    Person person;
    myMap.insert({"191010112345", person});
    myMap["190010112345"] = person;
    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
    return 0;
}

Eliminarea unei chei din map

Pentru operația de eliminare se definește următoarea metodă:

/**
 * Metoda elimina cheia data din map daca acesta exista. Daca
 *  nu exista, functia nu are nici un efect.
 * @param key cheia ce trebuie eliminata.
 */
void erase(K key);

/**
 * Metoda sterge toate elementele din map.
 */
void clear();

Exemplu:

#include <unordered_map>
#include <string>
#include <cstdio>
 
int main() {
    std::unorder_map<std::string, Person> myMap;
    Person person;
    myMap.insert({"191010112345", person});
    myMap["190010112345"] = person;
    myMap.erase("098764321987");
    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
    myMap.erase("191010112345");
    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
    myMap.clear();
    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");

    return 0;
}

Verificarea dacă o cheie există în map

Pentru a verifica dacă o cheie există în map, se definește următoarea funcție:

/**
 * Functia intoarce 1 daca cheia specificata exista in map, 0 in rest.
 * @param key cheia cautata.
 * @return 1 daca cheia exista in map, 0 daca nu.
 */
uint64_t count(K key);

Exemplu:

#include <unordered_map>
#include <string>
#include <cstdio>
 
int main() {
    std::unorder_map<std::string, Person> myMap;
    Person person;
    myMap.insert({"191010112345", person});
    myMap["190010112345"] = person;
    myMap.erase("098764321987");
    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
    myMap.erase("191010112345");
    printf("Cheia 123 apare in map: %d\n", myMap.count("123"));
    printf("Cheia 190010112345 apare in map: %d\n", myMap.count("190010112345"));
    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
    myMap.clear();
    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
 
    return 0;
}

Căutarea unei valori după cheie

Pentru a căuta o valoare după cheie, se definește următoarele metode:

/**
 * Metoda intoarce a referinta la valoarea asociată cheii key.
 * @param key cheia cautata.
 * @return valoarea asociată cheii, dacă aceasta există, 
 *  sau se generează o eroare daca cheia nu exista in map.
 */
V& at(K key);

/**
 * Operatorul intoarce o referinta la valoarea asociată cheii key.
 * @param key cheia cautata.
 * @return valoarea asociată cheii, dacă aceasta există, 
 *  sau o valoare neutra daca nu există (care se si adauga in map).
 */

V& operator[](K key);

Exemplu:

#include <unordered_map>
#include <string>
#include <cstdio>
 
int main() {
    std::unorder_map<std::string, Person> myMap;
    Person person;
    person.firstName = "Ghita";
    myMap.insert({"191010112345", person});
    printf("Numele persoanei cu cheia 191010112345 este: %s\n", myMap.at("191010112345").fullName.c_str());
    printf("Numele persoanei cu cheia 191010112345 este: %s\n", myMap["191010112345"].fullName.c_str());
    return 0;
}

Implementarea de structuri asociative cu arbori binari de căutare

Definirea arborilor binari de căutare și a proprietăților lor s-au făcut în laboratorul 5 (SDA Lucrarea 5#Implementarea de mulțimi cu arbori binari de căutare (BST)).

Clasa `std::map`

Pentru stocarea datelor necesare map-ului, În STL se definește clasa std::map în header-ul map. Aceasta este o clasă de tip template care se parametrizează cu două tipuri de date: tipul pentru cheie și tipul pentru valoare:

#include <map>
#include <string>

int main() {
    std::map<std::string, Person> myMap; // un map de la string la Person
    return 0;
}

Crearea unui `std::map`

Pentru crearea unui std::map, se definește următorul constructor:

/**
 * Constructorul creeaza un map nou și inițializează structurile de date interne.
 */
map();

Exemplu:

#include <map>
#include <string>

int main() {
    std::map<std::string, Person> myMap;
    Person person;
    myMap["190010112345"] = person;
    return 0;
}

Interogarea numărului de elemente din map

Pentru interogarea numărului de elemente din map se definesc:

/**
 * Metoda intoarce numarul de elemente din map.
 * @return numarul de elemente din map.
 */
uint64_t size();

/**
 * Metoda intoarce true dacă map-ul nu conține nici un element.
 * @return true dacă map-ul este gol, false în rest.
 */
bool empty();

Exemplu:

#include <map>
#include <string>
#include <cstdio>

int main() {
    std::map<std::string, Person> myMap;
    Person person;
    myMap["190010112345"] = person;
    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
    return 0;
}

Adăugarea unei perechi cheie-valoare în map

Pentru operația de adăugare se definesc următoarele metode:

/**
 * Metoda adauga perechea data in map daca cheia nu exista. 
 * @param keyValuePair o pereche cheie-valoare
 * @return o pereche iterator-bool, unde iteratorul identifică perechea 
 *   introdusă în map, sau cea existentă cu aceeași cheie, iar bool spune daca
 *   perechea a fost introdusa sau nu (pentru ca exista deja).
 */
pair<iterator, bool> insert(pair<K, V> keyValuePair);

/**
 * Metoda ia ca argument o cheie și intoarce o referinta (LVALUE) la 
 *  valoarea asociată. Dacă cheia nu există în map, se adaugă cu o valoare
 *  neutră.
 * @param key cheia ce se dorește adăugată (sau interogată).
 * @return o referință la valoarea asociată cheii.
 */
V & operator[](K key);

Exemplu:

#include <map>
#include <string>
#include <cstdio>
 
int main() {
    std::map<std::string, Person> myMap;
    Person person;
    myMap.insert({"191010112345", person});
    myMap["190010112345"] = person;
    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
    return 0;
}

Eliminarea unei chei din map

Pentru operația de eliminare se definește următoarea metodă:

/**
 * Metoda elimina cheia data din map daca acesta exista. Daca
 *  nu exista, functia nu are nici un efect.
 * @param key cheia ce trebuie eliminata.
 */
void erase(K key);

/**
 * Metoda sterge toate elementele din map.
 */
void clear();

Exemplu:

#include <map>
#include <string>
#include <cstdio>
 
int main() {
    std::map<std::string, Person> myMap;
    Person person;
    myMap.insert({"191010112345", person});
    myMap["190010112345"] = person;
    myMap.erase("098764321987");
    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
    myMap.erase("191010112345");
    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
    myMap.clear();
    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");

    return 0;
}

Verificarea dacă o cheie există în map

Pentru a verifica dacă o cheie există în map, se definește următoarea funcție:

/**
 * Functia intoarce 1 daca cheia specificata exista in map, 0 in rest.
 * @param key cheia cautata.
 * @return 1 daca cheia exista in map, 0 daca nu.
 */
uint64_t count(K key);

Exemplu:

#include <map>
#include <string>
#include <cstdio>
 
int main() {
    std::map<std::string, Person> myMap;
    Person person;
    myMap.insert({"191010112345", person});
    myMap["190010112345"] = person;
    myMap.erase("098764321987");
    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
    myMap.erase("191010112345");
    printf("Cheia 123 apare in map: %d\n", myMap.count("123"));
    printf("Cheia 190010112345 apare in map: %d\n", myMap.count("190010112345"));
    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
    myMap.clear();
    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
 
    return 0;
}

Căutarea unei valori după cheie

Pentru a căuta o valoare după cheie, se definesc următoarele metode:

/**
 * Metoda intoarce a referinta la valoarea asociată cheii key.
 * @param key cheia cautata.
 * @return valoarea asociată cheii, dacă aceasta există, 
 *  sau se generează o eroare daca cheia nu exista in map.
 */
V& at(K key);

/**
 * Operatorul intoarce o referinta la valoarea asociată cheii key.
 * @param key cheia cautata.
 * @return valoarea asociată cheii, dacă aceasta există, 
 *  sau o valoare neutra daca nu există (care se si adauga in map).
 */

V& operator[](K key);

Exemplu:

#include <map>
#include <string>
#include <cstdio>
 
int main() {
    std::map<std::string, Person> myMap;
    Person person;
    person.firstName = "Ghita";
    myMap.insert({"191010112345", person});
    printf("Numele persoanei cu cheia 191010112345 este: %s\n", myMap.at("191010112345").fullName.c_str());
    printf("Numele persoanei cu cheia 191010112345 este: %s\n", myMap["191010112345"].fullName.c_str());
    return 0;
}

SDA Lucrarea 6: Diferență între versiuni

Versiunea curentă din 14 mai 2017 19:58

Cuprins

Structura de date asociativă - Map

Implementarea de structuri asociative cu funcții hash

Tipul de date și funcțiile de bază

Clasa `std::unordered_map`

Crearea unui `std::unordered_map`

Interogarea numărului de elemente din map

Adăugarea unei perechi cheie-valoare în map

Eliminarea unei chei din map

Verificarea dacă o cheie există în map

Căutarea unei valori după cheie

Implementarea de structuri asociative cu arbori binari de căutare

Clasa `std::map`

Crearea unui `std::map`

Interogarea numărului de elemente din map

Adăugarea unei perechi cheie-valoare în map

Eliminarea unei chei din map

Verificarea dacă o cheie există în map

Căutarea unei valori după cheie

Meniu de navigare

Page actions

Page actions

Unelte personale

Navigare

Căutare

Unelte

@@ Linia 6: / Linia 6: @@
   într-o ordine arbitrară stabilită de structură, astfel încât nu pot exista două perechi cu aceeași cheie în map.
-În esență, un ''map'' este o mulțime (set) de chei care este întotdeauna stocată împreună cu o valoare.
+În esență, un ''map'' este o mulțime (set) de chei care sunt întotdeauna stocate împreună cu o valoare.
 [[Fișier:map.png]]
@@ Linia 20: / Linia 20: @@
 # Interogarea numărului de elemente din map.
 # Verificarea dacă map-ul este gol.
-# Adăugarea perechi cheie-valoare (''put'') - dacă cheia există deja în map, perechea respectivă este înlocuită de noua valoare.
+# Adăugarea perechi cheie-valoare (''insert'') - dacă cheia există deja în map, aceasta nu se înlocuiește.
-# Verificarea dacă o cheie există în map (''hasKey'').
+# Verificarea dacă o cheie există în map (''count'').
-# Căutarea unei valori după o cheie dată (''get'');
+# Căutarea unei valori după o cheie dată (''at'');
-# Eliminarea unei chei din map (''remove'').
+# Eliminarea unei chei din map (''erase'').
+== Implementarea de structuri asociative cu funcții hash  ==
-== Implementarea map-urilor cu arbori binari de căutare (Binary Search Trees - BST) ==
+Definirea funcțiilor hash și a proprietăților lor s-a făcut în laboratorul 5 ([[SDA Lucrarea 5#Implementarea de mulțimi cu funcții hash]]).
- Pentru a putea plasa elemente într-un map implementat cu arbori binari de căutare, pe mulțimea cheilor
- trebuie să existe definită o relație de ordine.
- Map-urile implementate cu arbori binari de căutare, în plus față proprietățile map-urilor definite mai sus, garantează
- faptul că elementele sunt plasate în ordinea cheilor în structură (Ordered Map).
-Din acest motiv trebuie definită o funcție care să compare două chei. Vom numi această funcție <code>compare</code> și se ca comporta similar cu funcția <code>strcmp</code>: va întoarce o valoare pozitivă dacă primul element e mai mare, o valoare negativă dacă al doilea element e mai mare și 0 dacă elementele sunt egale:
-<syntaxhighlight lang="c">
-/**
- * Compara value1 cu value2 si intoarce o valoare corespunzătoare.
- * @param value1 prima valoare de comparat.
- * @param value2 a doua valoare de comparat.
- * @return o valoare pozitivă dacă primul element e mai mare, o
- *  valoare negativă dacă al doilea element e mai mare și 0 dacă
- *  elementele sunt egale.
- */
-int compare(K value1, K value2);
-</syntaxhighlight>
 === Tipul de date și funcțiile de bază ===
-În continuare vom prezenta un exemplu de map pentru elemente de tip "server" implementată cu arbori binari de căutare. În primul rând vom defini structura ce memorează datele legate de un server:
+În continuare vom prezenta un exemplu de map de la CNP (cheia) la elemente de tip <code>Person</code> (valoarea), implementată cu funcții hash. În primul rând vom defini structura ce memorează datele legate de o persoană:
-<syntaxhighlight lang="c">
-struct Server {
-    /* Numele server-ului in retea - sir de caractere */
-    char hostname[30];
-    /* Adresa IP a server-ului o secvență de 4 valori numerice între 0 și 255 (ex: 192.168.1.10) */
-    unsigned char ipv4[4];
-     /* Adresa hardware pentru adaptorul de retea - o secventa de 6 bytes, in hexa (ex: 60:57:18:6e:a8:e8). */
+<syntaxhighlight lang="cpp">
-    char hardwareAddress[6];
+struct Person {
+     std::string firstName;
-     /* Tipul procesorului - sir de caractere. */
+    std::string lastName;
-    char cpuType[10];
+     std::string idNumber; // seria si numarul de buletin
+     std::string address;
-    /* Frecventa procesorului in Gigahertz. */
+     std::string birthday;
-     float cpuFrequencyGhz;
+     std::string cnp;
-     /* Cantitatea de memorie RAM, in Gigabytes. */
-    float ramMemoryGigaBytes;
-     /* Capacitatea discului, in Terabytes. */
-    float diskCapacityTeraBytes;
 };
 </syntaxhighlight>
-Vom folosi pe post de cheie în map hostname-ul server-ului, prin urmare definim:
+Funcțiile de hash și de egalitate pentru clasa <code>std::string</code> sunt deja implementate în STL. Dacă totuși aveți nevoie de a folosi niste funcții proprii, acestea se scriu în același fel ca cele pentru mulțimi împlementate cu funcții hash (vezi [[SDA Lucrarea 5]]).
-* tipul de date al cheii este '''char *''';
-* tipul de date al valorii este '''struct Server''';
-Pentru a implementa un map de servere folosind BST, avem întâi nevoie să definim funcția de comparare a două chei:
+=== Clasa <code>std::unordered_map</code> ===
-<syntaxhighlight lang="c">
-/**
- * Compara name1 cu name2 si intoarce o valoare corespunzătoare.
- * @param name1 primul nume de comparat.
- * @param name2 al doilea nume de comparat.
- * @return o valoare pozitivă dacă primul nume este mai mare, o
- *  valoare negativă dacă al doilea nume este mai mare și 0 dacă
- *  numele sunt egale.
- */
-int compare(char * name1, char * name2);
-</syntaxhighlight>
-=== Structurile <code>TreeMap</code>, <code>TreeNode</code> și <code>Pair</code> ===
+Pentru stocarea datelor necesare map-ului, În STL se definește clasa <code>std::unordered_map</code> în header-ul <code>unordered_map</code>. Aceasta este o clasă de tip template care se parametrizează cu două tipuri de date: tipul pentru cheie și tipul pentru valoare:
-Pentru stocarea datelor necesare pentru map, definim următoarele structuri:
+<syntaxhighlight lang="cpp">
+#include <unordered_map>
+#include <string>
-<syntaxhighlight lang="C">
+int main() {
-struct Pair {
+     std::unorder_map<std::string, Person> myMap; // un map de la string la Person
-     char * key;
+     return 0;
-    struct Server value;
+}
-};
-struct TreeNode {
-    struct TreeNode * parent;
-    struct TreeNode * left;
-    struct TreeNode * right;
-    struct Pair pair;
-};
-struct TreeMap {
-     struct TreeNode * root;
-    unsigned size;
-};
 </syntaxhighlight>
-=== Crearea unui <code>TreeMap</code> ===
+=== Crearea unui <code>std::unordered_map</code>===
-Pentru a crea un <code>TreeMap</code>, definim următoarea funcție:
-<syntaxhighlight lang="C">
+Pentru crearea unui <code>std::unordered_map</code>, se definește următorul constructor:
+<syntaxhighlight lang="cpp">
 /**
-  * Functia aloca memorie si intoarce un pointer la un nou TreeMap.
+  * Constructorul creeaza un map nou și inițializează structurile de date interne.
- * @return adresa noului TreeMap.
   */
-struct TreeMap * createTreeMap();
+unordered_map();
 </syntaxhighlight>
-Funcția trebuie să realizeze următorii pași:
+Exemplu:
-# Se alocă memorie pentru un nou <code>struct TreeMap</code> ce trebuie inițializată automat cu 0.
+<syntaxhighlight lang="cpp" highlight="5">
-# Se întoarce adresa alocată.
+#include <unordered_map>
+#include <string>
-* Complexitate în '''timp''': O(1)
+int main() {
-* Complexitate în '''spațiu''': O(1)
+    std::unorder_map<std::string, Person> myMap;
+    Person person;
+    myMap["190010112345"] = person;
+    return 0;
+}
+</syntaxhighlight>
 === Interogarea numărului de elemente din map ===
-Pentru interogarea numărului de elemente din map definim:
+Pentru interogarea numărului de elemente din map se definesc:
-<syntaxhighlight lang="C">
+<syntaxhighlight lang="cpp">
 /**
-  * Functia intoarce numarul de elemente din map.
+  * Metoda intoarce numarul de elemente din map.
- * @param map map-ul pentru care se cere dimensiunea.
   * @return numarul de elemente din map.
   */
-unsigned treeMapSize(struct TreeMap * map);
+uint64_t size();
-</syntaxhighlight>
-Funcția va întoarce valoarea din câmpul <code>size</code> din structură.
-* Complexitate în '''timp''': O(1)
-* Complexitate în '''spațiu''': O(1)
-Pentru a afla dacă map-ul este gol definim:
-<syntaxhighlight lang="C">
 /**
-  * Functia intoarce 1 dacă map-ul nu conține nici un element.
+  * Metoda intoarce true dacă map-ul nu conține nici un element.
- * @param map map-ul de interes.
+  * @return true dacă map-ul este gol, false în rest.
-  * @return 1 dacă map-ul este gol, 0 în rest.
   */
-char treeMapIsEmpty(struct TreeMap * map);
+bool empty();
 </syntaxhighlight>
-Funcția va întoarce 1 dacă valoarea din câmpul <code>size</code> este 0.
+Exemplu:
+<syntaxhighlight lang="cpp" highlight="9,10">
+#include <unordered_map>
+#include <string>
+#include <cstdio>
-* Complexitate în '''timp''': O(1)
+int main() {
-* Complexitate în '''spațiu''': O(1)
+    std::unorder_map<std::string, Person> myMap;
+    Person person;
+    myMap["190010112345"] = person;
+    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
+    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
+    return 0;
+}
+</syntaxhighlight>
-=== Adăugarea unui element în map ===
+=== Adăugarea unei perechi cheie-valoare în map ===
-Pentru operația de adăugare se definește următoarea funcție:
+Pentru operația de adăugare se definesc următoarele metode:
-<syntaxhighlight lang="C">
+<syntaxhighlight lang="cpp">
 /**
-  * Functia adauga elementul dat in map. Daca
+  * Metoda adauga perechea data in map daca cheia nu exista.
- *  cheia exista deja, perechea existenta este suprascrisa.
+  * @param keyValuePair o pereche cheie-valoare
-  * @param map map-ul in care trebuie adaugat elementul.
+  * @return o pereche iterator-bool, unde iteratorul identifică perechea
-  * @param key cheia din map (numele server-ului)
+ *   introdusă în map, sau cea existentă cu aceeași cheie, iar bool spune daca
-  * @param value server-ul ce trebuie adaugat.
+  *   perechea a fost introdusa sau nu (pentru ca exista deja).
   */
-void treeMapPut(struct TreeMap * map, char * key, struct Server value);
+pair<iterator, bool> insert(pair<K, V> keyValuePair);
-</syntaxhighlight>
-Adăugarea se realizează în felul următor:
-# Dacă dimensiunea map-ului este 0, se alocă memorie pentru un nod nou <code>newNode</code> în care:
-#* <code>pair.key</code> va lua valoarea lui <code>key</code>
-#* <code>pair.value</code> va lua valoarea lui <code>value</code>
-#* <code>parent</code>, <code>left</code> și <code>right</code> vor lua valoarea <code>NULL</code>.
-# Câmpul <code>root</code> ia valoarea <code>newNode</code>, <code>size</code> se incrementează și funcția se încheie.
-# Altfel, se definește o variabilă de tip nod numită <code>tmpNode</code> care se inițializează cu valoarea câmpului <code>root</code>.
-# Într-o buclă infinită se realizează următorii pași:
-## Dacă rezultatul funcției <code>compare</code> cu argumentele <code>tmpNode->pair.key</code> și <code>key</code> este 0 (elementele sunt egale), <code>tmpNode->pair.key</code> ia valoarea <code>key</code>, <code>tmpNode->pair.value</code> ia valoarea <code>value</code> și funcția se încheie.
-## Dacă rezultatul funcției <code>compare</code> cu argumentele <code>tmpNode->pair.key</code> și <code>key</code> este mai mare ca 0 și <code>tmpNode->left</code> este diferit de <code>NULL</code>, atunci <code>tmpNode</code> ia valoarea <code>tmpNode->left</code>.
-## Dacă rezultatul funcției <code>compare</code> cu argumentele <code>tmpNode->pair.key</code> și <code>key</code> este mai mare ca 0 și <code>tmpNode->left</code> este egal cu <code>NULL</code>, atunci se alocă memorie pentru un nod <code>newNode</code> nou după regula de la 1, <code>newNode->parent</code> ia valoarea lui <code>tmpNode</code>, <code>tmpNode->left</code> ia valoarea lui <code>newNode</code>, <code>size</code> se incrementează cu 1 și funcția se încheie.
-## Dacă rezultatul funcției <code>compare</code> cu argumentele <code>tmpNode->pair.key</code> și <code>key</code> este mai mică ca 0 și <code>tmpNode->right</code> este diferit de <code>NULL</code>, atunci <code>tmpNode</code> ia valoarea <code>tmpNode->right</code>.
-## Dacă rezultatul funcției <code>compare</code> cu argumentele <code>tmpNode->pair.key</code> și <code>key</code> este mai mică ca 0 și <code>tmpNode->right</code> este egal cu <code>NULL</code>, atunci se alocă memorie pentru un nod <code>newNode</code> nou după regula de la 1, <code>newNode->parent</code> ia valoarea lui <code>tmpNode</code>, <code>tmpNode->right</code> ia valoarea lui <code>newNode</code>, <code>size</code> se incrementează cu 1 și funcția se încheie.
-* Complexitate în '''timp''': O(1) best case (element adăugat imediat sub rădăcină), O(log<sub>2</sub>n) average case (arbore echilibrat), O(n) worst case (arbore dezechilibrat).
-* Complexitate în '''spațiu''': O(1)
-=== Verificarea dacă o cheie există în map ===
-Pentru operația de căutare a unei chei se definește următoarea funcție:
-<syntaxhighlight lang="C">
 /**
-  * Functia cauta cheia data în map.
+  * Metoda ia ca argument o cheie și intoarce o referinta (LVALUE) la
-  * @param key cheia de cautat
+ *  valoarea asociată. Dacă cheia nu există în map, se adaugă cu o valoare
-  * @return 1 daca cheia exista in map, 0 daca nu.
+ *  neutră.
+  * @param key cheia ce se dorește adăugată (sau interogată).
+  * @return o referință la valoarea asociată cheii.
   */
-char treeMapHasKey(struct TreeMap * map, char * key);
+V & operator[](K key);
 </syntaxhighlight>
-Căutarea unei chei într-un map se realizează în felul următor:
+Exemplu:
-# Se definește un pointer la nod numit <code>tmpNode</code> care se inițializează cu valoarea lui <code>root</code>.
+<syntaxhighlight lang="cpp" highlight="8-9">
-# Cât timp <code>tmpNode</code> este diferit de <code>NULL</code>:
+#include <unordered_map>
-#* Dacă rezultatul funcției <code>compare</code> cu argumentele <code>tmpNode->pair.key</code> și <code>key</code> este 0, se întoarce valoarea 1 (elementul a fost găsit).
+#include <string>
-#* Dacă rezultatul funcției <code>compare</code> cu argumentele <code>tmpNode->pair.key</code> și <code>key</code> este pozitiv, <code>tmpNode</code> ia valoarea lui <code>tmpNode->left</code>.
+#include <cstdio>
-#* Dacă rezultatul funcției <code>compare</code> cu argumentele <code>tmpNode->pair.key</code> și <code>key</code> este negativ, <code>tmpNode</code> ia valoarea lui <code>tmpNode->right</code>.
-# Când s-a ieșit din buclă, se întoarce 0 (elementul nu a fost găsit).
+int main() {
+    std::unorder_map<std::string, Person> myMap;
+    Person person;
+    myMap.insert({"191010112345", person});
+    myMap["190010112345"] = person;
+    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
+    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
+    return 0;
+}
+</syntaxhighlight>
-* Complexitate în '''timp''': O(1) best case (element găsit în rădăcină), O(log<sub>2</sub>n) average case (arbore echilibrat), O(n) worst case (arbore dezechilibrat).
+=== Eliminarea unei chei din map ===
-* Complexitate în '''spațiu''': O(1)
-=== Căutarea unei valori după o cheie dată ===
+Pentru operația de eliminare se definește următoarea metodă:
-Pentru operația de căutare a unei valori după o cheie dată se definește următoarea funcție:
+<syntaxhighlight lang="cpp">
+/**
+ * Metoda elimina cheia data din map daca acesta exista. Daca
+ *  nu exista, functia nu are nici un efect.
+ * @param key cheia ce trebuie eliminata.
+ */
+void erase(K key);
-<syntaxhighlight lang="C">
 /**
-  * Functia cauta o valoarea dupa cheia data în map.
+  * Metoda sterge toate elementele din map.
- * @param key cheia de cautat
- * @return valoarea asociată cheii sau o structura goala daca cheia nu exista in map.
   */
-struct Server treeMapGet(struct TreeMap * map, char * key);
+void clear();
 </syntaxhighlight>
-Căutarea unei valori după o cheie într-un map se realizează în felul următor:
+Exemplu:
-# Se definește un pointer la nod numit <code>tmpNode</code> care se inițializează cu valoarea lui <code>root</code>.
+<syntaxhighlight lang="cpp" highlight="10,13,16">
-# Cât timp <code>tmpNode</code> este diferit de <code>NULL</code>:
+#include <unordered_map>
-#* Dacă rezultatul funcției <code>compare</code> cu argumentele <code>tmpNode->pair.key</code> și <code>key</code> este 0, se întoarce <code>tmpNode->pair.value</code> (elementul a fost găsit).
+#include <string>
-#* Dacă rezultatul funcției <code>compare</code> cu argumentele <code>tmpNode->pair.key</code> și <code>key</code> este pozitiv, <code>tmpNode</code> ia valoarea lui <code>tmpNode->left</code>.
+#include <cstdio>
-#* Dacă rezultatul funcției <code>compare</code> cu argumentele <code>tmpNode->pair.key</code> și <code>key</code> este negativ, <code>tmpNode</code> ia valoarea lui <code>tmpNode->right</code>.
-# Când s-a ieșit din buclă, se întoarce valoarea unei structuri de tip Server fără conținut (elementul nu a fost găsit).
+int main() {
+    std::unorder_map<std::string, Person> myMap;
+    Person person;
+    myMap.insert({"191010112345", person});
+    myMap["190010112345"] = person;
+    myMap.erase("098764321987");
+    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
+    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
+    myMap.erase("191010112345");
+    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
+    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
+    myMap.clear();
+    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
+    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
-* Complexitate în '''timp''': O(1) best case (element găsit în rădăcină), O(log<sub>2</sub>n) average case (arbore echilibrat), O(n) worst case (arbore dezechilibrat).
+    return 0;
-* Complexitate în '''spațiu''': O(1)
+}
+</syntaxhighlight>
-=== Eliminarea unui element din map ===
+=== Verificarea dacă o cheie există în map ===
-Pentru operația de eliminare se definește următoarea funcție:
+Pentru a verifica dacă o cheie există în map, se definește următoarea funcție:
-<syntaxhighlight lang="C">
+<syntaxhighlight lang="cpp">
 /**
-  * Functia elimina perechea cu cheia dată din map daca acesta exista. Daca
+  * Functia intoarce 1 daca cheia specificata exista in map, 0 in rest.
- *  nu exista, functia nu are nici un efect.
+  * @param key cheia cautata.
-  * @param map map-ul din care trebuie eliminat elementul.
+  * @return 1 daca cheia exista in map, 0 daca nu.
-  * @param key cheia perechii ce trebuie eliminată.
   */
-void treeMapRemove(struct TreeMap * map, char * key);
+uint64_t count(K key);
 </syntaxhighlight>
-Eliminarea se realizează în felul următor (o descriere în imagini poate fi găsită [http://www.algolist.net/Data_structures/Binary_search_tree/Removal aici] - nu încercați să folosiți codul de pe acea pagină deoarece structurile din platformă diferă și în plus limbajul este C++ și nu va compila):
+Exemplu:
-# Folosind un pointer la nod <code>tmpNode</code>, se folosește tehnica de la căutarea chei în map pentru a identifica nodul care memorează cheia <code>key</code>. Dacă funcția ajunge la frunze fără a găsi server-ul căutat, funcția se încheie (cheia nu există în map). Altfel, <code>tmpNode</code> va fi pointer la nodul ce trebuie eliminat. În plus, se va defini o variabilă de tip char <code>direction</code> care la fiecare avansare în arbore va lua valoarea -1 dacă avansarea s-a făcut spre stânga și 1 dacă s-a făcut spre dreapta, astfel încât atunci când <code>tmpNode</code> este pointer la nodul ce trebuie șters, <code>direction</code> va fi 1 sau -1 în funcție de poziția nodului <code>tmpNode</code> față de nodul părinte.
+<syntaxhighlight lang="cpp" highlight="14,15">
-# Dacă <code>tmpNode->left</code> și <code>tmpNode->right</code> sunt ambele <code>NULL</code> (nodul ce trebuie șters este frunză), atunci, dacă <code>direction</code> este -1, <code>tmpNode->parent->left</code> ia valoarea <code>NULL</code>, altfel <code>tmpNode->parent->right</code> ia valoarea <code>NULL</code>, nodul <code>tmpNode</code> este dezalocat, <code>size</code> se decrementează și funcția se încheie.
+#include <unordered_map>
-# Dacă <code>tmpNode->left</code> este <code>NULL</code> și <code>tmpNode->right</code> este diferit de <code>NULL</code> (nodul are un singur copil), atunci, dacă <code>direction</code> este -1, <code>tmpNode->parent->left</code> ia valoarea <code>tmpNode->right</code>, altfel <code>tmpNode->parent->right</code> ia valoarea <code>tmpNode->right</code>, nodul <code>tmpNode</code> este dezalocat, <code>size</code> se decrementează și funcția se încheie.
+#include <string>
-# Dacă <code>tmpNode->left</code> este diferit de <code>NULL</code> și <code>tmpNode->right</code> este <code>NULL</code> (nodul are un singur copil), atunci, dacă <code>direction</code> este -1, <code>tmpNode->parent->left</code> ia valoarea <code>tmpNode->left</code>, altfel <code>tmpNode->parent->right</code> ia valoarea <code>tmpNode->left</code>, nodul <code>tmpNode</code> este dezalocat, <code>size</code> se decrementează și funcția se încheie.
+#include <cstdio>
-# Dacă <code>tmpNode->left</code> și <code>tmpNode->right</code> sunt ambele diferite de <code>NULL</code> (nodul ce trebuie șters are doi copii), atunci:
-#* Se foloște un al doilea pointer la nod numit <code>minSubtreeNode</code> cu care se caută cea mai mică cheie din subarborele din dreapta nodului <code>tmpNode</code>.
+int main() {
-#* <code>tmpNode->pair</code> ia valoarea <code>minSubtreeNode->pair</code> apoi se șterge <code>minSubtreeNode</code> după aceleași reguli de mai sus.
+    std::unorder_map<std::string, Person> myMap;
+    Person person;
+    myMap.insert({"191010112345", person});
+    myMap["190010112345"] = person;
+    myMap.erase("098764321987");
+    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
+    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
+    myMap.erase("191010112345");
+    printf("Cheia 123 apare in map: %d\n", myMap.count("123"));
+    printf("Cheia 190010112345 apare in map: %d\n", myMap.count("190010112345"));
+    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
+    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
+    myMap.clear();
+    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
+    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
+    return 0;
+}
+</syntaxhighlight>
-* Complexitate în '''timp''': O(1) best case (element găsit imediat sub rădăcină), O(log<sub>2</sub>n) average case (arbore echilibrat), O(n) worst case (arbore dezechilibrat).
+=== Căutarea unei valori după cheie ===
-* Complexitate în '''spațiu''': O(1)
-=== Ștergerea unui <code>TreeMap</code>===
+Pentru a căuta o valoare după cheie, se definește următoarele metode:
-Pentru dezalocarea unui <code>TreeMap</code>, se definește următoarea funcție:
 <syntaxhighlight lang="C">
 /**
-  * Functia sterge tree map-ul specificat.
+  * Metoda intoarce a referinta la valoarea asociată cheii key.
-  * @param map tree map-ul ce trebuie sters.
+  * @param key cheia cautata.
+ * @return valoarea asociată cheii, dacă aceasta există,
+ *  sau se generează o eroare daca cheia nu exista in map.
   */
-void deleteTreeMap(struct TreeMap * map);
+V& at(K key);
-</syntaxhighlight>
-Pentru ștergerea unui <code>TreeMap</code> se urmează următorii pași:
+/**
-# Se realizează o parcurgere în post-ordine (stânga-dreapta-rădăcină) și se șterg toate nodurile din arbore.
+ * Operatorul intoarce o referinta la valoarea asociată cheii key.
-# Se șterge memoria alocată pentru structura de tip <code>TreeMap</code>.
+ * @param key cheia cautata.
+ * @return valoarea asociată cheii, dacă aceasta există,
-* Complexitate în '''timp''': O(n)
+ *  sau o valoare neutra daca nu există (care se si adauga in map).
-* Complexitate în '''spațiu''': O(1)
+  */
-== Implementarea de structuri asociative cu funcții hash  ==
-Definirea funcțiilor hash și a proprietăților lor s-a făcut în laboratorul 5 ([[SDA Lucrarea 5#Implementarea de mulțimi cu funcții hash]]).
-=== Tipul de date și funcțiile de bază ===
+V& operator[](K key);
-În continuare vom prezenta un exemplu de map de la CNP (cheia) la elemente de tip "persoană" (valoarea), implementată cu funcții hash. În primul rând vom defini structura ce memorează datele legate de o persoană:
-<syntaxhighlight lang="C">
-struct Person {
-    char firstName[30];
-    char lastName[30];
-    char idNumber[9]; // seria si numarul de buletin
-    char address[255];
-    char birthday[11];
-    char cnp[14];
-};
 </syntaxhighlight>
+Exemplu:
-Pentru a implementa o funcție hash pentru variabilele de tip <code>char *</code> (cheia este CNP-ul care este stocat ca un șir de caractere), avem întâi nevoie să definim operația de egalitate:
+<syntaxhighlight lang="cpp" highlight="10,11">
+#include <unordered_map>
-<syntaxhighlight lang="C">
+#include <string>
-/**
+#include <cstdio>
- * Functia intoarce 1 daca CNP-urile celor doua persoane sunt egale.
- * @param cnp1 primul CNP de comparat.
+int main() {
- * @param cnp2 al doilea CNP de comparat.
+    std::unorder_map<std::string, Person> myMap;
- * @return 1 daca CNP-urile celor doua persoane sunt identice.
+    Person person;
- */
+    person.firstName = "Ghita";
-char equals(char * cnp1, char * cnp2);
+    myMap.insert({"191010112345", person});
+    printf("Numele persoanei cu cheia 191010112345 este: %s\n", myMap.at("191010112345").fullName.c_str());
+    printf("Numele persoanei cu cheia 191010112345 este: %s\n", myMap["191010112345"].fullName.c_str());
+    return 0;
+}
 </syntaxhighlight>
-Mai departe definim funcția hash pentru un CNP.
-  Pentru a putea implementa un map cu funcții hash trebuie ca hash-ul maxim să fie o valoare rezonabilă pentru a putea aloca memorie cu dimensiunea valorii respective.
+== Implementarea de structuri asociative cu arbori binari de căutare  ==
-Din motivul de mai sus, și pentru a micșora posibilitatea unei coliziuni de hash ce va micșora performanța structurii, ieșirea funcției hash va fi un număr între 0 și 999999 obținut din ultimele 6 cifre ale CNP-ului convertite din text în număr (pentru conversie puteți folosi funcția [http://www.cplusplus.com/reference/cstdlib/atoi/ atoi]):
+Definirea arborilor binari de căutare și a proprietăților lor s-au făcut în laboratorul 5 ([[SDA Lucrarea 5#Implementarea de mulțimi cu arbori binari de căutare (BST)]]).
-<syntaxhighlight lang="C">
-/**
- * Functie hash pentru un CNP stocat ca string.
- * @param cnp CNP-ul pentru care se doreste codul hash.
- * @return codul hash al CNP-ului.
- */
-unsigned hash(char * cnp);
-</syntaxhighlight>
-În continuare vom utiliza pentru implementarea unui Hash Map o structură de date de tip secvență împlementată cu liste (LinkedList) și vom folosi funcțiile deja definite de la laboratoarele anterioare:
-* [[Fișier:hashMapLinkedList.h]]
-* [[Fișier:hashMapLinkedList.c]]
-Elementul stocat în listă este un element de tip <code>Pair</code> care stochează împreună o cheie cu o valoare:
-<syntaxhighlight lang="C">
-struct Pair {
-    char * key; /* CNP-ul */
-    struct Person value; /* Persoana */
-};
-</syntaxhighlight>
-=== Structura <code>HashMap</code> ===
+=== Clasa <code>std::map</code> ===
-Pentru stocarea datelor necesare map-ului, definim următoarea structură:
+Pentru stocarea datelor necesare map-ului, În STL se definește clasa <code>std::map</code> în header-ul <code>map</code>. Aceasta este o clasă de tip template care se parametrizează cu două tipuri de date: tipul pentru cheie și tipul pentru valoare:
-<syntaxhighlight lang="C">
+<syntaxhighlight lang="cpp">
+#include <map>
+#include <string>
-#define MAX_HASH 1000000
+int main() {
-struct HashMap {
+     std::map<std::string, Person> myMap; // un map de la string la Person
-     struct LinkedList array[MAX_HASH]; // un vector de liste, una pentru fiecare valoare posibila de hash
+     return 0;
-     unsigned size; // numarul de elemente din map
+}
-};
 </syntaxhighlight>
-=== Crearea unui <code>HashMap</code>===
+=== Crearea unui <code>std::map</code>===
-Pentru crearea unui <code>HashMap</code>, se definește următoarea funcție:
+Pentru crearea unui <code>std::map</code>, se definește următorul constructor:
-<syntaxhighlight lang="C">
+<syntaxhighlight lang="cpp">
 /**
-  * Functia creeaza un hashMap nou si intoarce adresa de memorie alocata.
+  * Constructorul creeaza un map nou și inițializează structurile de date interne.
- * @return un pointer la o structura de tip HashMap.
   */
-struct HashMap * createHashMap();
+map();
 </syntaxhighlight>
-Pentru crearea unui <code>HashMap</code> se urmează următorii pași:
+Exemplu:
-# Se alocă memorie pentru un element de tip <code>struct HashMap</code> folosind funcția corectă pentru reseta memoria la alocare (scrierea ei cu 0).
+<syntaxhighlight lang="cpp" highlight="5">
-# Se inițializează <code>size</code> cu 0.
+#include <map>
-# Se întoarce adresa elementului de tip <code>struct HashMap</code>.
+#include <string>
-* Complexitate în '''timp''': O(1)
+int main() {
-* Complexitate în '''spațiu''': O(MAX_HASH)
+    std::map<std::string, Person> myMap;
+    Person person;
+    myMap["190010112345"] = person;
+    return 0;
+}
+</syntaxhighlight>
 === Interogarea numărului de elemente din map ===
-Pentru interogarea numărului de elemente din map definim:
+Pentru interogarea numărului de elemente din map se definesc:
-<syntaxhighlight lang="C">
+<syntaxhighlight lang="cpp">
 /**
-  * Functia intoarce numarul de elemente din map.
+  * Metoda intoarce numarul de elemente din map.
- * @param map map-ul pentru care se cere dimensiunea.
   * @return numarul de elemente din map.
   */
-unsigned hashMapSize(struct HashMap * map);
+uint64_t size();
-</syntaxhighlight>
-Funcția va întoarce valoarea din câmpul <code>size</code> din structură.
-* Complexitate în '''timp''': O(1)
-* Complexitate în '''spațiu''': O(1)
-Pentru a afla dacă map-ul este gol definim:
-<syntaxhighlight lang="C">
 /**
-  * Functia intoarce 1 dacă map-ul nu conține nici un element.
+  * Metoda intoarce true dacă map-ul nu conține nici un element.
- * @param map map-ul de interes.
+  * @return true dacă map-ul este gol, false în rest.
-  * @return 1 dacă map-ul este gol, 0 în rest.
   */
-char hashMapIsEmpty(struct HashMap * map);
+bool empty();
 </syntaxhighlight>
-Funcția va întoarce 1 dacă valoarea din câmpul <code>size</code> este 0.
+Exemplu:
+<syntaxhighlight lang="cpp" highlight="9,10">
+#include <map>
+#include <string>
+#include <cstdio>
-* Complexitate în '''timp''': O(1)
+int main() {
-* Complexitate în '''spațiu''': O(1)
+    std::map<std::string, Person> myMap;
+    Person person;
+    myMap["190010112345"] = person;
+    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
+    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
+    return 0;
+}
+</syntaxhighlight>
 === Adăugarea unei perechi cheie-valoare în map ===
-Pentru operația de adăugare se definește următoarea funcție:
+Pentru operația de adăugare se definesc următoarele metode:
-<syntaxhighlight lang="C">
+<syntaxhighlight lang="cpp">
 /**
-  * Functia adauga perechea data in map daca cheia nu exista. Daca
+  * Metoda adauga perechea data in map daca cheia nu exista.
-  *  cheia exista deja, valoarea si cheia sunt actualizate.
+  * @param keyValuePair o pereche cheie-valoare
-  * @param map map-ul in care trebuie adaugata perechea.
+  * @return o pereche iterator-bool, unde iteratorul identifică perechea
-  * @param key cnp-ul folosit pe post de cheie.
+  *   introdusă în map, sau cea existentă cu aceeași cheie, iar bool spune daca
-  * @param value persoana asociata CNP-ului.
+  *   perechea a fost introdusa sau nu (pentru ca exista deja).
   */
-void hashMapPut(struct HashMap * map, char * key, struct Person value);
+pair<iterator, bool> insert(pair<K, V> keyValuePair);
-</syntaxhighlight>
-Adăugarea se realizează în felul următor:
-# Se aplică funcția hash pe variabila <code>key</code>.
-# Folosind valoarea obținută se accesează lista de pe poziția hash-ului din <code>array</code>.
-# Se iterează peste nodurile listei căutând cheia <code>key</code> în pereche, folosind funcția <code>equals</code>. Dacă cheia este găsită, atunci cheia și valoarea din pereche sunt actualizate cu valorile argumentelor <code>key</code> și <code>value</code> și funcția se încheie; altfel, se crează un nod nou care se adaugă listei care va conține perechea <code>key</code> - <code>value</code>, dimensiunea listei și dimensiunea map-ului se incrementează.
-* Complexitate în '''timp''': O(1) best case (fără coliziuni), O(1) average case pentru număr mai mic de 1000000 de persoane, O(n) worst case (același hash pentru poate persoanele).
-* Complexitate în '''spațiu''': O(1)
-<div class="regula"><span style="color: red; font-weight: bold">Atenție:</span> Deoarece vectorul <code>array</code> conține variabile de tip <code>struct LinkedList</code> și nu pointeri, pentru a folosi funcțiile definite în '''hashMapLinkedList.h''' e necesară obținerea adresei variabilei de tip <code>struct LinkedList</code> folosind operatorul &.</div>
-=== Eliminarea unei chei din map ===
-Pentru operația de eliminare se definește următoarea funcție:
-<syntaxhighlight lang="C">
 /**
-  * Functia elimina cheia data din map daca acesta exista. Daca
+  * Metoda ia ca argument o cheie și intoarce o referinta (LVALUE) la
-  *  nu exista, functia nu are nici un efect.
+  *  valoarea asociată. Dacă cheia nu există în map, se adaugă cu o valoare
-  * @param map map-ul din care trebuie eliminat elementul.
+  *  neutră.
-  * @param key cheia (CNP-ul) ce trebuie eliminata.
+  * @param key cheia ce se dorește adăugată (sau interogată).
+ * @return o referință la valoarea asociată cheii.
   */
-void hashMapRemove(struct HashMap * map, char * key);
+V & operator[](K key);
 </syntaxhighlight>
-Eliminarea se realizează în felul următor:
+Exemplu:
-# Se aplică funcția hash pe variabila <code>key</code>.
+<syntaxhighlight lang="cpp" highlight="8-9">
-# Folosind valoarea obținută se accesează lista de pe poziția hash-ului din <code>array</code>.
+#include <map>
-# Se folosește funcția <code>linkedListSearch</code> pentru a verifica dacă <code>person</code> există în listă.
+#include <string>
-# Dacă valoarea întoarsă este diferită de -1 atunci se folosește funcția <code>linkedListDelete</code> pentru a șterge elementul de pe poziția respectivă și size se decrementează cu 1.
+#include <cstdio>
+int main() {
+    std::map<std::string, Person> myMap;
+    Person person;
+    myMap.insert({"191010112345", person});
+    myMap["190010112345"] = person;
+    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
+    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
+    return 0;
+}
+</syntaxhighlight>
-* Complexitate în '''timp''': O(1) best case (fără coliziuni), O(1) average case pentru număr mai mic de 1000000 de persoane, O(n) worst case (același hash pentru poate persoanele).
+=== Eliminarea unei chei din map ===
-* Complexitate în '''spațiu''': O(1)
-=== Verificarea dacă o cheie există în map ===
-Pentru a verifica dacă o cheie există în map, se definește următoarea funcție:
+Pentru operația de eliminare se definește următoarea metodă:
-<syntaxhighlight lang="C">
+<syntaxhighlight lang="cpp">
 /**
-  * Functia intoarce 1 daca cheia specificata exista in map.
+  * Metoda elimina cheia data din map daca acesta exista. Daca
-  * @param map map-ul in care se cauta cheia.
+  *  nu exista, functia nu are nici un efect.
-  * @param key cheia (CNP-ul) cautata.
+  * @param key cheia ce trebuie eliminata.
- * @return 1 daca cheia exista in map, 0 daca nu.
   */
-char hashMapHasKey(struct HashMap * map, char * key);
+void erase(K key);
-</syntaxhighlight>
-Verificarea unei chei dacă este sau nu în map se realizează în felul următor:
-# Se aplică funcția hash pe variabila <code>key</code>.
-# Folosind valoarea obținută se accesează lista de pe poziția hash-ului din <code>array</code>.
-# Se folosește funcția <code>linkedListSearch</code> pentru a verifica dacă <code>key</code> există în listă.
-# Dacă valoarea întoarsă este diferită de -1 atunci se întoarce 1, altfel se întoarce 0.
-* Complexitate în '''timp''': O(1) best case (fără coliziuni), O(1) average case pentru număr mai mic de 1000000 de persoane, O(n) worst case (același hash pentru poate persoanele).
-* Complexitate în '''spațiu''': O(1)
-=== Ștergerea unui <code>HashMap</code>===
-Pentru dezalocarea unui <code>HashMap</code>, se definește următoarea funcție:
-<syntaxhighlight lang="C">
 /**
-  * Functia sterge hash map-ul specificat.
+  * Metoda sterge toate elementele din map.
- * @param map hash map-ul ce trebuie sters.
   */
-void deleteHashMap(struct HashMap * map);
+void clear();
 </syntaxhighlight>
-Pentru ștergerea unui <code>HashMap</code> se urmează următorii pași:
+Exemplu:
-# Se iterează peste tot <code>array</code>-ul, ștergându-se toate nodurile din toate listele.
+<syntaxhighlight lang="cpp" highlight="10,13,16">
-# Se șterge memoria alocată pentru structura de tip <code>HashMap</code>.
+#include <map>
+#include <string>
-* Complexitate în '''timp''': O(MAX_HASH)
+#include <cstdio>
-* Complexitate în '''spațiu''': O(1)
-= Exerciții =
-== Săptămâna 1 ==
-<ol>
-<li> Dându-se header-ele <code>treeMap.h</code> și <code>server.h</code> de mai jos, implementați toate funcțiile definite în două fișiere sursă numite <code>server.c</code> și <code>treeMap.c</code>:
-<ul><li> <code>server.h</code>:
-<syntaxhighlight lang="C">
-#ifndef SERVER_H
-#define SERVER_H
-struct Server {
-    /* Numele server-ului in retea - sir de caractere */
-    char hostname[30];
-    /* Adresa IP a server-ului o secvență de 4 valori numerice între 0 și 255 (ex: 192.168.1.10) */
+int main() {
-    unsigned char ipv4[4];
+     std::map<std::string, Person> myMap;
+     Person person;
-     /* Adresa hardware pentru adaptorul de retea - o secventa de 6 bytes, in hexa (ex: 60:57:18:6e:a8:e8). */
+     myMap.insert({"191010112345", person});
-     char hardwareAddress[6];
+     myMap["190010112345"] = person;
+     myMap.erase("098764321987");
-     /* Tipul procesorului - sir de caractere. */
+     printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
-     char cpuType[10];
+     printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
+     myMap.erase("191010112345");
-     /* Frecventa procesorului in Gigahertz. */
+     printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
-     float cpuFrequencyGhz;
+     printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
+    myMap.clear();
-     /* Cantitatea de memorie RAM, in Gigabytes. */
+    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
-     float ramMemoryGigaBytes;
+    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
-     /* Capacitatea discului, in Terabytes. */
-     float diskCapacityTeraBytes;
-};
-/**
- * Compara name1 cu name2 si intoarce o valoare corespunzătoare.
- * @param name1 primul nume de comparat.
- * @param name2 al doilea nume de comparat.
- * @return o valoare pozitivă dacă primul nume este mai mare, o
- *  valoare negativă dacă al doilea nume este mai mare și 0 dacă
- *  numele sunt egale.
- */
-int compare(char * name1, char * name2);
-#endif
+    return 0;
+}
 </syntaxhighlight>
-</li>
-<li> <code>treeMap.h</code>:
-<syntaxhighlight lang="C">
-#ifndef TREE_MAP_H
-#define TREE_MAP_H
-#include "server.h"
+=== Verificarea dacă o cheie există în map ===
-struct Pair {
+Pentru a verifica dacă o cheie există în map, se definește următoarea funcție:
-    char * key;
-    struct Server value;
-};
-struct TreeNode {
-    struct TreeNode * parent;
-    struct TreeNode * left;
-    struct TreeNode * right;
-    struct Pair pair;
-};
-struct TreeMap {
-    struct TreeNode * root;
-    unsigned size;
-};
-/**
- * Functia aloca memorie si intoarce un pointer la un nou TreeMap.
- * @return adresa noului TreeMap.
- */
-struct TreeMap * createTreeMap();
-/**
- * Functia intoarce numarul de elemente din map.
- * @param map map-ul pentru care se cere dimensiunea.
- * @return numarul de elemente din map.
- */
-unsigned treeMapSize(struct TreeMap * map);
+<syntaxhighlight lang="cpp">
 /**
-  * Functia intoarce 1 dacă map-ul nu conține nici un element.
+  * Functia intoarce 1 daca cheia specificata exista in map, 0 in rest.
- * @param map map-ul de interes.
+  * @param key cheia cautata.
- * @return 1 dacă map-ul este gol, 0 în rest.
- */
-char treeMapIsEmpty(struct TreeMap * map);
-/**
- * Functia adauga elementul dat in map. Daca
- *  cheia exista deja, perechea existenta este suprascrisa.
-  * @param map map-ul in care trebuie adaugat elementul.
- * @param key cheia din map (numele server-ului)
- * @param value server-ul ce trebuie adaugat.
- */
-void treeMapPut(struct TreeMap * map, char * key, struct Server value);
-/**
- * Functia cauta cheia data în map.
- * @param key cheia de cautat
   * @return 1 daca cheia exista in map, 0 daca nu.
   */
-char treeMapHasKey(struct TreeMap * map, char * key);
+uint64_t count(K key);
+</syntaxhighlight>
-/**
+Exemplu:
- * Functia cauta o valoarea dupa cheia data în map.
+<syntaxhighlight lang="cpp" highlight="14,15">
-  * @param key cheia de cautat
+#include <map>
- * @return valoarea asociată cheii sau o structura goala daca cheia nu exista in map.
+#include <string>
- */
+#include <cstdio>
-struct Server treeMapGet(struct TreeMap * map, char * key);
+int main() {
-/**
+    std::map<std::string, Person> myMap;
- * Functia elimina perechea cu cheia dată din map daca acesta exista. Daca
+    Person person;
- *  nu exista, functia nu are nici un efect.
+    myMap.insert({"191010112345", person});
- * @param map map-ul din care trebuie eliminat elementul.
+    myMap["190010112345"] = person;
- * @param key cheia perechii ce trebuie eliminată.
+    myMap.erase("098764321987");
- */
+    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
-void treeMapRemove(struct TreeMap * map, char * key);
+    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
+    myMap.erase("191010112345");
-/**
+    printf("Cheia 123 apare in map: %d\n", myMap.count("123"));
- * Functia sterge tree map-ul specificat.
+    printf("Cheia 190010112345 apare in map: %d\n", myMap.count("190010112345"));
- * @param map tree map-ul ce trebuie sters.
+    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
- */
+    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
-void deleteTreeMap(struct TreeMap * map);
+    myMap.clear();
+    printf("Map-ul contine %lu elemente.\n", myMap.size());
+    printf("Map-ul %s este gol!\n", myMap.empty() ? "" : "NU");
-#endif
+    return 0;
+}
 </syntaxhighlight>
-</li>
-</ul>
-</li>
-<li> Scrieți o altă sursă <code>main.c</code> în care să definiți o funcție <code>struct Server readFromKeyboard()</code> și o altă funcție <code>main</code> care să citească informații legate de servere de la tastatură până când ''hostname''-ul introdus este egal cu "-". Scrieți apoi o buclă care să citească nume de la tastatură, să caute server-ul în map și dacă nu este să afișeze un mesaj iar dacă este, să afișeze informații despre el. Programul se încheie când se introduce din nou "-".</li>
-</ol>
+=== Căutarea unei valori după cheie ===
-== Săptămâna 2 ==
+Pentru a căuta o valoare după cheie, se definesc următoarele metode:
-<ol>
-<li> Dându-se fișierele [[Fișier:hashMapLinkedList.h]], [[Fișier:hashMapLinkedList.c]] și header-ele <code>hashMap.h</code> și <code>person.h</code> de mai jos, implementați toate funcțiile definite în două fișiere sursă numite <code>person.c</code> și <code>hashMap.c</code>:
-<ul><li> <code>person.h</code>:
 <syntaxhighlight lang="C">
-#ifndef PERSON_H
-#define PERSON_H
-struct Person {
-    char firstName[30];
-    char lastName[30];
-    char idNumber[9]; // seria si numarul de buletin
-    char address[255];
-    char birthday[11];
-    char cnp[14];
-};
 /**
-  * Functia intoarce 1 daca CNP-urile celor doua persoane sunt egale.
+  * Metoda intoarce a referinta la valoarea asociată cheii key.
-  * @param cnp1 primul CNP de comparat.
+  * @param key cheia cautata.
-  * @param cnp2 al doilea CNP de comparat.
+  * @return valoarea asociată cheii, dacă aceasta există,
-  * @return 1 daca CNP-urile celor doua persoane sunt identice.
+  *  sau se generează o eroare daca cheia nu exista in map.
   */
-char equals(char * cnp1, char * cnp2);
+V& at(K key);
 /**
-  * Functie hash pentru un CNP stocat ca string.
+  * Operatorul intoarce o referinta la valoarea asociată cheii key.
-  * @param cnp CNP-ul pentru care se doreste codul hash.
+  * @param key cheia cautata.
-  * @return codul hash al CNP-ului.
+  * @return valoarea asociată cheii, dacă aceasta există,
+ *  sau o valoare neutra daca nu există (care se si adauga in map).
   */
-unsigned hash(char * cnp);
-#define T struct Person
+V& operator[](K key);
-#endif
 </syntaxhighlight>
-</li>
-<li> <code>hashMap.h</code>:
-<syntaxhighlight lang="C">
-#ifndef HASH_MAP_H
-#define HASH_MAP_H
-#include "hashMapLinkedList.h"
-#include "person.h"
-#define MAX_HASH 1000000
+Exemplu:
-struct HashMap {
+<syntaxhighlight lang="cpp" highlight="10,11">
-    struct LinkedList array[MAX_HASH]; // un vector de liste, una pentru fiecare valoare posibila de hash
+#include <map>
-    unsigned size; // numarul de elemente din map
+#include <string>
-};
+#include <cstdio>
-/**
- * Functia creeaza un hashMap nou si intoarce adresa de memorie alocata.
- * @return un pointer la o structura de tip HashMap.
- */
-struct HashMap * createHashMap();
-/**
- * Functia intoarce numarul de elemente din map.
- * @param map map-ul pentru care se cere dimensiunea.
- * @return numarul de elemente din map.
- */
-unsigned hashMapSize(struct HashMap * map);
-/**
- * Functia intoarce 1 dacă map-ul nu conține nici un element.
- * @param map map-ul de interes.
- * @return 1 dacă map-ul este gol, 0 în rest.
- */
-char hashMapIsEmpty(struct HashMap * map);
-/**
- * Functia adauga perechea data in map daca cheia nu exista. Daca
- *  cheia exista deja, valoarea si cheia sunt actualizate.
- * @param map map-ul in care trebuie adaugata perechea.
- * @param key cnp-ul folosit pe post de cheie.
- * @param value persoana asociata CNP-ului.
- */
-void hashMapPut(struct HashMap * map, char * key, struct Person value);
-/**
- * Functia elimina cheia data din map daca acesta exista. Daca
- *  nu exista, functia nu are nici un efect.
- * @param map map-ul din care trebuie eliminat elementul.
- * @param key cheia (CNP-ul) ce trebuie eliminata.
- */
-void hashMapRemove(struct HashMap * map, char * key);
-/**
- * Functia intoarce 1 daca cheia specificata exista in map.
- * @param map map-ul in care se cauta cheia.
- * @param key cheia (CNP-ul) cautata.
- * @return 1 daca cheia exista in map, 0 daca nu.
- */
-char hashMapHasKey(struct HashMap * map, char * key);
-/**
- * Functia sterge hash map-ul specificat.
- * @param set hash map-ul ce trebuie sters.
- */
-void deleteHashMap(struct HashMap * map);
-#endif
+int main() {
+    std::map<std::string, Person> myMap;
+    Person person;
+    person.firstName = "Ghita";
+    myMap.insert({"191010112345", person});
+    printf("Numele persoanei cu cheia 191010112345 este: %s\n", myMap.at("191010112345").fullName.c_str());
+    printf("Numele persoanei cu cheia 191010112345 este: %s\n", myMap["191010112345"].fullName.c_str());
+    return 0;
+}
 </syntaxhighlight>
-</li>
-</ul>
-</li>
-<li> Scrieți o altă sursă <code>main.c</code> în care să definiți o funcție <code>struct Person readFromKeyboard()</code> și o altă funcție <code>main</code> care să citească persoane de la tastatură până când numele introdus este egal cu "-" și care să afișeze câte persoane diferite au fost introduse.</li>
-</ol>

SDA Lucrarea 6: Diferență între versiuni

Versiunea curentă din 14 mai 2017 19:58

Structura de date asociativă - Map

Implementarea de structuri asociative cu funcții hash

Tipul de date și funcțiile de bază

Clasa std::unordered_map

Crearea unui std::unordered_map

Interogarea numărului de elemente din map

Adăugarea unei perechi cheie-valoare în map

Eliminarea unei chei din map

Verificarea dacă o cheie există în map

Căutarea unei valori după cheie

Implementarea de structuri asociative cu arbori binari de căutare

Clasa std::map

Crearea unui std::map

Interogarea numărului de elemente din map

Adăugarea unei perechi cheie-valoare în map

Eliminarea unei chei din map

Verificarea dacă o cheie există în map

Căutarea unei valori după cheie

Meniu de navigare

Căutare

Clasa `std::unordered_map`

Crearea unui `std::unordered_map`

Clasa `std::map`

Crearea unui `std::map`