Optinal class

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <set>
#include <string>
#include <utility>
#include <vector>
#include <map>
#include <cmath>
#include <numeric>
#include <cassert>
#include <tuple>
#include <optional>

using namespace std;

const int MAX_RESULT_DOCUMENT_COUNT = 5;

enum class DocumentStatus {
    ACTUAL,
    IRRELEVANT,
    BANNED,
    REMOVED
};

string ReadLine() {
    string s;
    getline(cin, s);
    return s;
}

int ReadLineWithNumber() {
    int result = 0;
    cin >> result;
    cin.ignore(50, '\n');
    return result;
}

vector<string> SplitIntoWords(const string& text) {
    vector<string> words;
    string word;
    for (const char c : text) {
        if (c == ' ') {
            if (!word.empty()) {
                words.push_back(word);
                word.clear();
            }
        }
        else {
            word += c;
        }
    }
    if (!word.empty()) {
        words.push_back(word);
    }

    return words;
}

vector<int> ReadLineWithRatings()
{
    int num_of_ratings;
    cin >> num_of_ratings;

    int number = 0;
    vector<int> temp_result;
    for (int i = 0; i < num_of_ratings; ++i)
    {
        cin >> number;
        temp_result.push_back(number);
    }

    cin.ignore(2000, '\n');

    return temp_result;
}

struct Document  //структура, являющаяся результатом наших вычислений/поисков по заданным критериям
{
    Document()
        :id(0), relevance(0.f), rating(0)
    {

    }

    Document(int r_id, double r_relevance, int r_rating)
        :id(r_id), relevance(r_relevance), rating(r_rating)
    {

    }

    int id;
    double relevance;
    int rating;
};


//ОБЪЯВЛЕНИЕ КЛАССА SearchServer

class SearchServer
{
public:
    inline static constexpr int INVALID_DOCUMENT_ID = -1;

    SearchServer()
    {

    }

    SearchServer(const string& raw_string)
    {
        for (const string& word : SplitIntoWords(raw_string))
            stop_words_.insert(word);
    }

    template <typename T>
    SearchServer(const T& raw_collection)
    {
        for (const string& word : raw_collection)
            stop_words_.insert(word);
    }

    int GetDocumentId(int index) const {
        return ((index >= 0) && (index < document_count_)) ? id_to_docnumber_.at(index) : SearchServer::INVALID_DOCUMENT_ID;
    }

    int GetDocumentCount() const
    {
        return document_count_;
    }

    //в первом элементе кортежа result метод возвращает все плюс-слова запроса, содержащиеся в документе
    optional<tuple<vector<string>, DocumentStatus>> MatchDocument(const string& raw_query, int document_id) const
    {
        if (document_id == SearchServer::INVALID_DOCUMENT_ID)                           //проверка на неверный индекс документа (и как следствие переданный неверный id)
            return nullopt;

        if (raw_query.empty())                                                          //проверка на пустой запрос
            return nullopt;

        auto temp_query = ParseQuery(raw_query);
        if (!temp_query)
            return nullopt;

        vector<string> temp_string_res;

        if (temp_query->plus_words.empty() && !temp_query->minus_words.empty())         //проверка на ситуацию "в запросе только минус слова", это не ошибка, а возврат пустого результата
            return make_tuple(temp_string_res, docs_rat_n_stat_.at(document_id).doc_status);

        for (const auto& minus_word : temp_query->minus_words)                          //проверка на "если в запросе есть минус-слова то возвращаем пустой запрос" это не ошибка, а возврат пустого результата
            if (d_documents_.count(minus_word) != 0)
                if (d_documents_.at(minus_word).count(document_id))
                    return make_tuple(temp_string_res, docs_rat_n_stat_.at(document_id).doc_status);

        for (const auto& plus_word : temp_query->plus_words)
            if (d_documents_.count(plus_word))
                if (d_documents_.at(plus_word).count(document_id))
                    temp_string_res.push_back(plus_word);

        sort(temp_string_res.begin(), temp_string_res.end());

        return make_tuple(temp_string_res, docs_rat_n_stat_.at(document_id).doc_status);
    }

    void SetStopWords(const string& text)
    {
        for (const string& word : SplitIntoWords(text))
            stop_words_.insert(word);
    }

    [[nodiscard]] bool AddDocument(int document_id, const string& document, DocumentStatus status, const vector<int>& ratings)
    {
        if (document_id < 0 || docs_rat_n_stat_.count(document_id)) //проверка на отрицательный id и повторно введенный id
            return false;

        const vector<string> words = SplitIntoWordsNoStop(document);

        for (const auto& it : words)
        {
            if (IsValidWord(it))    //проверка на спецсимвол в запросе
                return false;

            if (d_documents_[it][document_id] > 0.0f) //если в словаре слово встречается в документе не первый раз
            {
                d_documents_[it][document_id] += 1.0f / words.size();
            }
            else                    //если слово встретили впервые, то создаем такую запись
            {
                d_documents_[it][document_id] = 1.0f / words.size();
            }
        }

        id_to_docnumber_[document_count_] = document_id;

        document_count_++;

        docs_rat_n_stat_.insert({ document_id, { ComputeAverageRating(ratings), status } });

        return true;
    }

    optional<vector<Document>> FindTopDocuments(const string& raw_query) const
    {
        //vector<Document> matched_documents;
        DocumentStatus status = DocumentStatus::ACTUAL;
        return this->FindTopDocuments(raw_query, [status](int document_id, DocumentStatus status_to_compare, int rating) { return status_to_compare == status;});
    }

    optional<vector<Document>> FindTopDocuments(const string& raw_query, DocumentStatus status) const
    {
        //vector<Document> matched_documents;

        return this->FindTopDocuments(raw_query, [status](int document_id, DocumentStatus status_to_compare, int rating) { return status_to_compare == status;});;
    }

    template <typename T>
    optional<vector<Document>> FindTopDocuments(const string& raw_query, T filter_function) const
    {
        if (raw_query.empty())              //проверка на пустой запрос
            return nullopt;

        auto temp_query = ParseQuery(raw_query);
        if (!temp_query)
            return nullopt;

        //Query query;
        //if (!ParseQuery(raw_query, query))  //проверка запроса на все дополнительные условия: отсутствие двойного "--", отсутствие текста после знака минус "- ", отсусттвие спецсимволов
        //  return nullopt;

        auto result = FindAllDocuments(temp_query, filter_function);
        if (!result)
            return nullopt;

        const double EPSILON = 1e-6; //для расчета относительной погрешности и уточнении порядка сортировки

        sort(result->begin(), result->end(),
            [&EPSILON](const Document& lhs, const Document& rhs) {
                return (abs(lhs.relevance - rhs.relevance) < EPSILON) ? lhs.rating > rhs.rating:lhs.relevance > rhs.relevance;
            });

        //обрезаем количество выводимых документов в соответствии с заданным параметром MAX_RESULT_DOCUMENT_COUNT
        if (result->size() > MAX_RESULT_DOCUMENT_COUNT)
            result->resize(MAX_RESULT_DOCUMENT_COUNT);

        return result;
    }

private:
    struct QueryWord
    {
        string data;
        bool is_minus;
        bool is_stop;
    };

    struct Query
    {
        set<string> plus_words;
        set<string> minus_words;
    };

    struct Docs_Rating_n_Status
    {
        int doc_rating;
        DocumentStatus doc_status;
    };

    map<int, Docs_Rating_n_Status> docs_rat_n_stat_;    //контейнер для хранения id документа, структуры с рейтингом и статусом документа
    map<string, map<int, double>> d_documents_;         //новый контейнер для хранения инвертированного индекса
    set<string> stop_words_;
    int document_count_ = 0;                            //новая переменная для хранения общего количества документов

    map<int, int> id_to_docnumber_;                     //контейнер для хранения соответствий id и порядкового номера документа

    bool IsStopWord(const string& word) const
    {
        return stop_words_.count(word) > 0;
    }

    vector<string> SplitIntoWordsNoStop(const string& text) const
    {
        vector<string> words;
        for (const string& word : SplitIntoWords(text)) {
            if (!IsStopWord(word)) {
                words.push_back(word);
            }
        }
        return words;
    }


    static bool IsValidWord(const string& word)
    {
        return count_if(word.begin(), word.end(), [](char ch) {return static_cast<int>(ch) >= 0 && static_cast<int>(ch) <= 31;});

        //алтернативный вариант через none_of
        /*return none_of(word.begin(), word.end(), [](char c) {
            return c >= '\0' && c < ' ';
            });*/
    }


    optional<QueryWord> ParseQueryWord(string text) const
    {
        bool is_minus = false;

        if (IsValidWord(text))
            return nullopt;

        if (text == "-"s)
            return nullopt;

        if (text[0] == '-')
        {
            if (text[1] == '-' || text[1] == ' ') // проверка на ошибки в поисковом запросе типа двойного "--" и отсутствие текста после знака - "- "
                return nullopt;

            is_minus = true;
            text = text.substr(1);
        }

        return QueryWord{ text, is_minus, IsStopWord(text) };
    }

    optional<Query> ParseQuery(const string& text) const
    {
        Query temp_query;

        if (SplitIntoWords(text).empty()) //проверка на пустой запрос
            return nullopt;

        for (const string& word : SplitIntoWords(text))
        {

            auto query_word = ParseQueryWord(word);
            if (!query_word)    //проверка слова на "минусовость" и ошибки в поисковом запросе "--", "- ", наличие спецсимволов
                return nullopt;

            if (!query_word.value().is_stop)
            {
                if (query_word->is_minus)
                    temp_query.minus_words.insert(query_word->data);
                else
                    temp_query.plus_words.insert(query_word->data);
            }
        }
        return temp_query;
    }

    template <typename T>
    optional<vector<Document>> FindAllDocuments(const optional<Query>& query, T filter_function) const
    {
        map<int, double> relevance_table;

        for (auto& query_word : query->plus_words)                                                          //проходим по плюс словам
        {
            if (d_documents_.count(query_word))                                                             //если в контейнере с обратным индексом есть плюс-слово
            {
                const double d = log(document_count_ / static_cast<double>(d_documents_.at(query_word).size()));            //считаем IDF слова
                for (const auto& [id, TF] : d_documents_.at(query_word))                                    //проходим по ключу в контейнере индекса по всем документам в которых это слово есть
                {
                    const auto& ref = docs_rat_n_stat_.at(id);
                    if (filter_function(id, ref.doc_status, ref.doc_rating))                                //если итерируемый id документа имеет условие, которое нам было передано в FindTopDocuments
                        relevance_table[id] += d * TF;                                                      //считаем IDF-TF, заносим в таблицу релевантности

                    //через распаковку будет выглядеть следующим образом:
                    //  const auto& [status, rating] = docs_rat_n_stat_.at(id);
                    //  if (filter_function(id, status, rating))
                }
            }
        }

        //проверка на минус-слова, исключение из matched_documents записей с номерами id, которые соответсвуют минус-словам в d_documents_
        for (const auto& minus_word : query->minus_words)
            if (d_documents_.count(minus_word) != 0)
                for (const auto& [id, TF] : d_documents_.at(minus_word))
                    relevance_table.erase(id);

        vector<Document> result;
        for (const auto& [index, relevance] : relevance_table)
            result.push_back({ index,relevance,docs_rat_n_stat_.at(index).doc_rating });

        return result;
    }

    static int ComputeAverageRating(const vector<int>& ratings)
    {
        if (ratings.empty())
            return 0;

        int size_of_ratings = ratings.size();
        int sum_id_rating = accumulate(ratings.begin(), ratings.end(), 0);

        return sum_id_rating / size_of_ratings;
    }
};


//версии int main() и SearchServer CreateSearchServer() для тестирования результатов

SearchServer CreateSearchServer() {

    SearchServer search_server("и в на"s);


    (void)search_server.AddDocument(1, "пушистый кот пушистый хвост"s, DocumentStatus::ACTUAL, { 7, 2, 7 });
    if (!search_server.AddDocument(1, "пушистый пёс и модный ошейник"s, DocumentStatus::ACTUAL, { 1, 2 })) {
        cout << "Документ не был добавлен, так как его id совпадает с уже имеющимся"s << endl;
    }
    if (!search_server.AddDocument(-1, "пушистый пёс и модный ошейник"s, DocumentStatus::ACTUAL, { 1, 2 })) {
        cout << "Документ не был добавлен, так как его id отрицательный"s << endl;
    }
    if (!search_server.AddDocument(3, "большой пёс скво\x12рец"s, DocumentStatus::ACTUAL, { 1, 3, 2 })) {
        cout << "Документ не был добавлен, так как содержит спецсимволы"s << endl;
    }

    return search_server;
}

void PrintDocument(const Document& docs_to_print)
{
    cout << "{ document_id = "s << docs_to_print.id << ", "s
        << "relevance = "s << docs_to_print.relevance << ", "s
        << "rating = "s << docs_to_print.rating << " }"s << endl;
}


int main() {
    system("chcp 1251");

    const SearchServer search_server = CreateSearchServer();

    vector<Document> documents;

    if (search_server.FindTopDocuments("-кот"s, documents)) {
        for (const Document& document : documents) {
            PrintDocument(document);
        }
    }
    else {
        cout << "Ошибка в поисковом запросе"s << endl;
    }


    //tuple<vector<string>, DocumentStatus> test_tuple;
    if (const auto test_tuple = search_server.MatchDocument(" - "s, search_server.GetDocumentId(-2)))
    {
        //for(size_t it = 0; it < test_tuple.value(vector<string>); ++it)
        for (auto& it : test_tuple->_Myfirst._Val)
        {
            cout << it << " ";
        }
    }
    else
    {
        cout << "Ошибка в поисковом запросе типа TUPLE"s << endl;
    }
}