-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
/
node.hpp
416 lines (363 loc) · 13.3 KB
/
node.hpp
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
// Модуль определения гетерогенного узла дерева
// Автор Д. Шелемех, 2021
#ifndef SDS_NODE_HPP
#define SDS_NODE_HPP
#include "exceptions.hpp"
#include "constants.hpp"
#include <any>
#include <typeinfo>
#include <string>
#include <memory>
#include <vector>
#include <ostream>
#include <istream>
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <optional>
namespace sds {
// Класс-перечисление фактического типа данных узла.
// Для расширения добавить перечисления сюда, добавить функцию isNewType(...) и
// обновить операторы и функции ввода / вывода
enum class NodeType {
Undefined = 0,
Char = 10,
Int = 30,
Long = 40,
Double = 50,
String = 60
};
// Функции определения фактического типа данных.
// Для расширения добавить функцию isNewType(...), обновить перечисление enum class NodeType
// и операторы / функции ввода / вывода
inline bool isChar(std::any any) noexcept {
return any.type() == typeid(char);
}
inline bool isInt(std::any any) noexcept {
return any.type() == typeid(int);
}
inline bool isLong(std::any any) noexcept {
return any.type() == typeid(long);
}
inline bool isDouble(std::any any) noexcept {
return any.type() == typeid(double);
}
inline bool isString(std::any any) noexcept {
return any.type() == typeid(std::string);
}
// Для расширения типов добавить обработку нового типа сюда,
// добавить функцию isNewType(...) и новый тип в enum class NodeType.
// Используется в выводе в поток узла.
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const std::any& any)
{
if(sds::isChar(any)) {
if(&os == &std::cout) {
os << "'" << std::any_cast<char>(any) << "'";
}
else {
os << std::any_cast<char>(any);
}
}
else if(sds::isInt(any))
{
os << std::any_cast<int>(any);
}
else if(sds::isLong(any))
{
os << std::any_cast<long>(any);
}
else if(sds::isDouble(any))
{
os << std::any_cast<double>(any);
}
else if(sds::isString(any))
{
std::string string = std::any_cast<std::string>(any);
if(&os != &std::cout) {
os << string.size() << sds::DELIM << string;
}
else {
os << std::quoted(string);
}
}
else {
std::string msg(__FILE__);
msg += ": " + std::to_string(__LINE__ - 1) + ": Unsupported format of std::any object";
throw sds::BadNodeTypeFormat(msg);
}
return os;
}
// Возвращает фактический тип данных узла из аргумента any.
NodeType getNodeTypeFromAny(std::any const& any)
{
if(sds::isChar(any)) {
return sds::NodeType::Char;
}
else if(sds::isInt(any))
{
return sds::NodeType::Int;
}
else if(sds::isLong(any))
{
return sds::NodeType::Long;
}
else if(sds::isDouble(any))
{
return sds::NodeType::Double;
}
else if(sds::isString(any))
{
return sds::NodeType::String;
}
else {
std::string msg(__FILE__);
msg += ": " + std::to_string(__LINE__ - 1) + ": Unsupported format of std::any object";
throw sds::BadNodeTypeFormat(msg);
}
return sds::NodeType::Undefined;
}
// Класс узла дерева.
class Node
{
public:
// Так как дерево будет возвращать узлы после вставки - std::shared_ptr.
using PointerType = std::shared_ptr<Node>;
// Контейнер для ссылок на дочерние элементы.
using KidsContainerType = std::vector<PointerType>;
private:
friend class NaryTree;
inline static std::size_t counter = 0; // счетчик созданных узлов
std::size_t id; // id узла
std::optional<std::size_t> parent; // id родителя
std::any data; // данные
/* Выбрал std::any из соображений экономии памяти:
sizeof(struct for node) = 80
sizeof(variant) = 40
sizeof(any) = 16
и возможности runtime определения фактического типа значения
*/
NodeType type; // тип хранимого значения
std::size_t level; // уровень узла в дереве: 0/1/... (номер строки для вывода на экран)
KidsContainerType kids; // дочерние узлы
public:
// Структоры
Node(bool reset_counter = false): id(Node::counter++), parent(std::nullopt),
data(std::make_any<std::string>("Dummy Node")),
type(getNodeTypeFromAny(data)), level(0), kids()
{
// при создании нового дерева обнуляем счетчик id класса узлов
if(reset_counter) {
id = 0;
counter = 1;
}
}
Node(std::any const& any, std::optional<std::size_t> const& parent, std::size_t level, bool reset_counter = false):
id(Node::counter++), parent(parent), data(any), type(getNodeTypeFromAny(data)), level(level), kids()
{
// при создании нового дерева обнуляем счетчик id класса узлов
if(reset_counter) {
id = 0;
counter = 1;
}
}
Node(std::any && any, std::optional<std::size_t> && parent, std::size_t level, bool reset_counter = false):
id(Node::counter++), parent(parent), data(std::move(any)), type(getNodeTypeFromAny(data)),
level(level), kids()
{
// при создании нового дерева обнуляем счетчик id класса узлов
if(reset_counter) {
id = 0;
counter = 1;
}
}
Node(Node const& other):
id(Node::counter++), parent(other.parent), data(other.data), type(other.type), level(other.level),
kids(other.kids) {}
Node(Node && other) noexcept:
id(Node::counter++), parent(std::move(other.parent)), data(std::move(other.data)), type(other.type),
level(other.level), kids(std::move(other.kids)) {}
~Node() = default;
// Присваивание
Node& operator=(Node const& ) = delete;
Node& operator=(Node && ) = delete;
// Модификаторы
Node& swap(Node& other) {
std::swap(id, other.id);
std::swap(parent, other.parent);
data.swap(other.data);
std::swap(type, other.type);
std::swap(level, other.level);
kids.swap(other.kids);
return *this;
}
// Обнуляет счетчик id класса узлов (для конструирования нового дерева)
static void resetNodeCounter(std::size_t new_counter = 0)
{
counter = new_counter;
}
// Запросы
bool isEmpty() const noexcept {
return type == NodeType::Undefined;
}
const std::type_info & getType() const noexcept {
return data.type();
}
std::size_t getId() const noexcept {
return id;
}
std::optional<size_t> getParent() const noexcept {
return parent;
}
std::size_t getLevel() const noexcept {
return level;
}
std::any getData() const noexcept {
return data;
}
// IO
friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Node& node)
{
// вывод id
if(&os == &std::cout) {
os << "[" << node.id << "] ";
}
// вывод id родителя
os << "{";
if(node.parent) {
os << *node.parent;
}
else {
os << ROOT_STR;
}
os << "} ";
// вывод данных
if(&os == &std::cout) {
os << node.data;
}
else {
os << static_cast<std::underlying_type_t<NodeType>>(node.type) << sds::DELIM << node.data;
}
return os;
}
// Парсит узел из istream.
// Возвращает пару из значения типа std::any и id родителя узла.
static std::pair<std::any, std::optional<std::size_t>> parseNode(std::istream& is)
{
char ch;
int int_value;
long long_value;
double double_value;
std::size_t str_len;
NodeType node_type;
std::string string;
std::optional<std::size_t> opt_parent;
std::any any_value;
is.ignore(1); // {
// parent
while(is.get(ch))
{
if(ch != '}') {
string.push_back(ch);
}
else {
break;
}
}
if(string == ROOT_STR) { // корневой узел
opt_parent = std::nullopt;
}
else {
opt_parent = std::stoul(string);
}
is.ignore(1); // ' ' (space)
string.clear();
// node_type
while(is.get(ch))
{
if(ch != DELIM) {
string.push_back(ch);
}
else {
break;
}
}
node_type = static_cast<NodeType>(std::stoi(string));
string.clear();
if(node_type == NodeType::Char) {
is.get(ch);
any_value = ch;
}
else if(node_type == NodeType::Int) {
while(is.get(ch))
{
string.push_back(ch);
}
int_value = std::stoi(string);
string.clear();
any_value = int_value;
}
else if(node_type == NodeType::Long) {
while(is.get(ch))
{
string.push_back(ch);
}
long_value = std::stol(string);
string.clear();
any_value = long_value;
}
else if(node_type == NodeType::Double) {
while(is.get(ch))
{
string.push_back(ch);
}
double_value = std::stod(string);
string.clear();
any_value = double_value;
}
else if(node_type == NodeType::String) {
// str_len
while(is.get(ch))
{
if(ch != DELIM) {
string.push_back(ch);
}
else {
break;
}
}
str_len = std::stoul(string);
string.clear();
// string itself
for(std::size_t i = 0; i != str_len; ++i) {
is.get(ch);
string.push_back(ch);
}
any_value = string;
string.clear();
}
else {
std::string msg(__FILE__);
msg += ": " + std::to_string(__LINE__ - 1) + ": Unsupported format of std::any object";
throw sds::DeserialisationException(msg);
}
return std::make_pair(any_value, opt_parent);
}
};
// Мейкеры
inline Node::PointerType
makePointer(std::any const& data, std::optional<std::size_t> const& parent, std::size_t level)
{
return std::make_shared<Node>(data, parent, level);
}
inline Node::PointerType
makePointer(std::any && data, std::optional<std::size_t> && parent, std::size_t level)
{
return std::make_shared<Node>(std::move(data), std::move(parent), level);
}
inline Node::PointerType makePointer(Node const& node) {
return std::make_unique<Node>(node);
}
inline Node::PointerType makePointer(Node && node) {
return std::make_unique<Node>(std::move(node));
}
} // namespace sds
#endif