SystemC/STL - bambooflow Note

C++標準テンプレートライブラリSTLの利用

STLとは

STL:Standard Template Library
C++のテンプレート機能を最大限に利用した標準ライブラリ。
STLは簡単にいうと配列のような要素の集合(コンテナ)を扱いやすくしたもの。
たとえば、動的な配列の確保を繰り返したり、ソートしたり、FIFOの構成を作ったり、連想配列を構成したりがSTLを使うことで容易になる。また、速度も早い。
現在すべてのC++のコンパイラで提供されている。
SystemCはVerilog-HDLと違って、C++で記述できるものは制限なく使うことができるのが利点。なので、活用できる便利な機能は存分に使うべし。

STLの構成

次のもので構成されている。

• コンテナ
• 共通アルゴリズム
• イテレータ
• 関数オブジェクト

ここでは、最低限使えればとりあえずよしとし、あまり詳しく説明しない。
もし、興味があるようであれば、別のサイトを参照のこと。

コンテナの種類

代表的なものは以下のとおり。

コンテナ	説明
vector<>	動的配列、ランダムアクセスが可能、Cの配列と互換がある
deque<>	動的配列、両端キュー
map<>	連想配列、バイナリツリーに要素を持ちソートされた状態で取り出せる
list<>	双方向リンクドリスト、要素の入れ換えが得意

vector<>の利用

vectorは動的配列。
ランダムアクセスに向いているが、要素の追加・削除は要素数に比例して時間がかかる。
配列の代わりに使用するとよい。

vectorコンテナを利用するには次をインクルードする必要がある。

#include <vector>

必要なら次のおまじないをかく。

using namespace std;

もし、ネームスペースがわかる人であれば、いちいちstd::を書くことをすすめる。

vectorへのおもなアクセス

以下は全てではないが、よく使いそうなものを挙げた。

メソッド・書式	説明
iterator begin()	先頭を表すイタレータを返す
iterator end()	末尾を表すイタレータを返す
bool empty()	vectorの要素が空なら"true"、空でなければ"false"を返す
int size()	要素数を返す
void clear()	すべての要素を削除
reference at( size_type pos )	pos番目の要素を返す
reference operator[]( size_type pos )	pos番目の要素を返す。「at」を使用することを推奨)
void assign( const iterator first, const iterator last )	vectorの内容をfirstからlastに置き換え
void assign( size_type n, const T& x = T() )	vectorの内容をn個のxに置き換え
void swap( vector x )	vectorの内容をxと交換
void resize(size_type new_size, T& x = T())	大きさを変える。必要なら領域を拡張し、拡張分はxで初期化される

• コンストラクタ

書式	説明(例)
vector();	例) vector<int> vect; 長さ0のint型のvectorを作る
vector( size_type size );	例) vector<int> vect2(20); 長さ20のint型vectorを作る
vector( size_type size, const TYPE &val );	例) vector<int> vect3(10, 100); 長さ10のint型vectorを作り、すべての要素を100で初期化する
vector( const vector &from );	例) vector<int> vect4(vect1); vect1をコピーし、vect4とする

メモリとしてのvectorの利用例

std::vector<unsigned int> mem( 1024, 0 ); // RAM、1024個用意し、すべて0で初期化
// Write
mem.at(addr) = w_data; // mem[addr] = w_data; でもOK
// Read
mem[addr] = mem.at(addr); // r_data = mem[addr]; でもOK