Gameprog - Escola de programação de jogos digitais
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28. <algorithm>
19.1 Visão geral A biblioteca STL tem um pacote de utilitários muito útil para programação em geral que podem ser bem aproveitados em programação de jogos. Trata-se de uma coleção de algorítmos para organizar dados, localizar dados e outras operações sobre os containers (vector, list...). Para utilizar esse conjunto de utilitário, que consiste em torno de 70 funções, você deve incluir o arquivo <algorithm> em seu programa. Vamos apresentar as seguintes funções desse pacote: sort() - Organiza um conjunto de dados em ordem crescente. Bom para organizar os placares e outros números gerados pelo jogador durante uma partida de videogame. generate() - preenche um container com o dado especificado. for_each() - executa uma operação especificada em um conjunto de dados do container. reverse() - inverte a ordem dos dados de um container. O último dado passa a ser o primeiro e assim por diante. replace()- substitui as ocorrências de um dado especificado em um container. É muito comum estas funções aceitarem como argumento os iterators que apontam para o começo e o fim do container, e ainda uma falsa função definida pelo implementação do operador operator(). Em nosso programa abaixo criamos um lista de 15 inteiros, alojados em um container da classe vetor que sofre as operações dos algoritmos apresentados acima.Explicando nossa impressora virtual // *************************************************************************** // Classe de serviço de impressão de números inteiros class Impressora_virtual { public: int m_pularLinha; Impressora_virtual (int config = 0): m_pularLinha(config) {} // Vamos imprimir números inteiros void operator()(int nval) { if (m_pularLinha == 1) cout << "\t\t"; cout << nval << " | "; if (m_pularLinha == 1) cout << endl; } // fim do metodo operator() }; // fim da classe impressora virtual Nossa classe Impressora_virtual produz um objeto de apenas um método (impressora()) e uma propriedade (m_pularLinha): Impressora_virtual impressora; Impressora_virtual ximpressora(1); Como o operador operator() foi implementado esse dois objetos podem ser usados dessa forma: cout << impressora(100); // Produz a saída 10 | cout << ximpressora(120); // Imprime "\t\t", o valor 120 e depois "|\n"; Note que esse objeto funciona semelhante a uma função. Essa construção é denominada functor ou objeto-função na literatura de programação. A função for_each() aceita como argumento um objeto-função que realiza uma operação em cada dado do conjunto de dados delimitados pelos iterators .begin() e .end() do container utilizado. Utilizamos nosso objeto impressora com for_each() para mostrar cada um dos inteiros de nossa lista. Explicando nossa classe geradora de números aleatórios // *************************************************************************** // Classe geradora de números aleatórios class Sorteador { private: int m_min; int m_max; public: Sorteador(int nmin, int nmax): m_min(nmin), m_max(nmax) {} // Vamos retornar um numero aleatorio na faixa (m_mim, m_max) int operator()() { return m_min + rand() % (m_max - m_min + 1); } // fim do metodo operator() }; // fim da classe: Sorteador Tal como fizemos com nossa classe Impressora_virtual, o objeto da classe Sorteador vai produzir um objeto que vai funcionar como uma função e vai ser passado como argumento para a função para a função generate() que vai usá-la como fonte dos números para preenchimento de nossa lista. Sorteador sorteador(2, 4); // Vai retornar números entre 2 - 4 Sorteador xsorteador(2000,4000); // Vai retornar nros entre 2000 - 4000 Como o operador operator() foi definido nesta classe esses objetos podem ser usados de forma semelhante a uma função: cout << sorteador(); cout << xsorteador(); Usando generate() // O objeto sorteador() vai gerar numeros entre (2,4) cout << "\nRecheando lista com números aleatórios: \n"; srand(time(0)); generate(lstPlacar.begin(), lstPlacar.end(), sorteador); Veja acima como utilizar a função generate() que preenche a lista de inteiros com os números retornados pelo objeto-função especificado. Usando for_each() // O objeto impressora(nval) vai imprimir numeros assim: nval | nval |... for_each(lstPlacar.begin(), lstPlacar.end(), impressora); Veja como usar o algoritmo for_each() ilustrado acima. Cada dado do vetor lstPlacar vai ser passado como argumento para impressora(). Usando count() // Vamos contar frequencia do numero 3 na lista int nfrequencia = count (lstPlacar.begin(), lstPlacar.end(), 3); cout << "\n\nNumero 3 apareceu " << nfrequencia; count() conta a ocorrência do dado especificado do container passado como argumento na forma dos iterators. Usando count() // Vamos substituir o nro 3 pelo nro 99 na lista replace(lstPlacar.begin(), lstPlacar.end(), 3,99); Aqui usamos replace() para substituir todas as ocorrências do número 3 pelo número 99. Usando reverse() string sname = "gameprog 1 2 3"; cout << "\n\n\tA string '" << sname << "' ao reverso fica '"; reverse(sname.begin(), sname.end()); A função reverse() revira o conteúdo de um container de cabeça pra baixo. O primeiro elemento passa a ser o último, o último o primeiro e assim por diante. (*) É importante destacar que a classe string foi implementada para trabalhar bem com o conjunto geral de STL podendo então sofrer as operações realizadas pelos algoritmos da biblioteca <algorithm>. Veja acima que o objeto string também apresenta os iterators como métodos normais. sort() - Organizando números cout << "\n\tOs melhores placares de hoje: " << endl; sort(lstPlacar.begin(), lstPlacar.end()-10); A função sort() organiza um container em ordem crescente.// algo_tst.cpp // Esse programa ilustra o uso dos utilitários do arquivo <algorithm> #include <iostream> #include <string> #include <vector> #include <algorithm> using namespace std; // *************************************************************************** // Classe de serviço de impressão de números inteiros class Impressora_virtual { public: int m_pularLinha; Impressora_virtual (int config = 0): m_pularLinha(config) {} // Vamos imprimir números inteiros void operator()(int nval) { if (m_pularLinha == 1) cout << "\t\t"; cout << nval << " | "; if (m_pularLinha == 1) cout << endl; } // fim do método operator() }; // fim da classe impressora virtual // *************************************************************************** // Classe geradora de números aleatórios class Sorteador { private: int m_min; int m_max; public: Sorteador(int nmin, int nmax): m_min(nmin), m_max(nmax) {} // Vamos retornar um número aleatório faixa (m_mim, m_max) int operator()() { return m_min + rand() % (m_max - m_min + 1); } // fim do metodo operator() }; // fim da classe: Sorteador // ---------------- O programa principal começa aqui ------------------------- int main() { system("color f0"); system("title algo_tst.cpp"); cout << endl; Impressora_virtual impressora; Sorteador sorteador(2, 4); Sorteador xsorteador(2000,4000); // Vamos criar uma lista para 15 numeros vector<int> lstPlacar ; lstPlacar.resize(15); // O objeto sorteador() vai gerar números entre (2,4) cout << "\nRecheando lista com numeros aleatorios: \n"; srand(time(0)); generate(lstPlacar.begin(), lstPlacar.end(), sorteador); // O objeto impressora(nval) vai imprimir numeros assim: nval | nval |... for_each(lstPlacar.begin(), lstPlacar.end(), impressora); // Vamos contar frequência do número 3 na lista int nfrequencia = count (lstPlacar.begin(), lstPlacar.end(), 3); cout << "\n\nNumero 3 apareceu " << nfrequencia; cout << " vezes na lista. Vamos troca'-lo por 99\n"; // Vamos substituir o nro 3 pelo nro 99 na lista replace(lstPlacar.begin(), lstPlacar.end(), 3,99); for_each(lstPlacar.begin(), lstPlacar.end(), impressora); string sname = "gameprog 1 2 3"; cout << "\n\n\tA string '" << sname << "' ao reverso fica '"; reverse(sname.begin(), sname.end()); cout << sname << "'" << endl; // Vamos gerar uma lista de placar com números maiores cout << "\tLista desordenada dos placares de hoje: \n"; generate(lstPlacar.begin(), lstPlacar.end()-10, xsorteador); // O objeto impressora(nval) vai imprimir numeros assim: nval | nval |... Impressora_virtual ximpressora(1); for_each(lstPlacar.begin(), lstPlacar.end()-10, ximpressora); cout << "\n\tOs melhores placares de hoje: " << endl; sort(lstPlacar.begin(), lstPlacar.end()-10); for_each(lstPlacar.begin(), lstPlacar.end()-10, ximpressora); cout << "\tO melhor placar de hoje: " << lstPlacar[4] << " pontos. \n\n"; cout << endl; system("pause"); } // fim da funcao: main()
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