STL之数值算法
程序员文章站
2022-03-23 09:18:48
...
一、简介
STL 的数值算法(Numeric algorithms)是一组对容器元素进行数值计算的模板函数,包括容器元素求和 accumulate 、两序列元素的内积 inner_product 、容器元素的一系列部分元素和 partial_sum 、容器每对相邻元素的差adjacent_difference等函数。本节介绍的算法,必须包含#include<numeric>文件。
二、实例
先观察如何使用
#include<iostream>
#include<numeric>
#include<vector>
#include<algorithm>
#include<functional>
#include<iterator>
using namespace std;
int main() {
int ia[5] = { 1,2,3,4,5 };
vector<int> iv(ia, ia + 5);
cout << accumulate(iv.begin(), iv.end(), 0) << endl;
cout << accumulate(iv.begin(), iv.end(), 0, minus<int>()) << endl;
cout << inner_product(iv.begin(), iv.end(), iv.begin(), 10) << endl;
cout << inner_product(iv.begin(), iv.end(), iv.begin(), 10, minus<int>(), plus<int>()) << endl;
//把迭代器绑定到cout上,作为输出用
ostream_iterator<int> oite(cout, " ");
partial_sum(iv.begin(), iv.end(), oite);
cout << endl;
partial_sum(iv.begin(), iv.end(), oite, minus<int>());
cout << endl;
adjacent_difference(iv.begin(), iv.end(), oite);
cout << endl;
adjacent_difference(iv.begin(), iv.end(), oite, plus<int>());
cout << endl;
return 0;
}
三、具体的算法
1、accumulate
/*
* 函数名: accumulate
* 功能: 将指定区间内的元素累加
*/
// 版本1,算法缺省行为
template <class InputIterator,class T>
T accumulate(InputIterator first, InputIterator last, T init)
{
for (; first != last; first++)
{
init = init + *first;
}
return init;
}
// 版本2,接收外界传入一个仿函数
template <class InputIterator,class T,class BinaryOperation>
T accumulate(InputIterator first, InputIterator last, T init, BinaryOperation binary_op)
{
for (; first != last; first++)
{
init = binary_op(init, *first);
}
return init;
}
2、adjacent_differencee(计算相邻元素的差额)
/*
* 函数名: adjacent_differencee
* 功能: 计算[first,last)中相邻元素的差额,首元素内容不变
* 说明: 与partial_sum互为逆运算
*/
// 版本1,算法缺省行为
template <class InputIterator, class OutputIterator>
OutputIterator adjacent_difference(InputIterator first, InputIterator last, OutputIterator result)
{
if (first == last)
{
return result; // 区间内容为空直接返回result
}
*result = *first; // 首先记录第一个元素(即原容器中第一个元素内容不变)
iterator_traits<InputIterator>::value_type value = *first;
while (++first != last) // 之后的元素为本位置-前一个位置的值
{
T tmp = *first;
*++first = tmp - value;
value = tmp;
}
return ++result;
}
// 版本2,接收外界传入一个仿函数
template <class InputIterator, class OutputIterator, class BinaryOperation>
OutputIterator adjacent_difference(InputIterator first, InputIterator last,
OutputIterator result, BinaryOperation binary_op)
{
if (first == last)
{
return result; // 区间内容为空直接返回result
}
*result = *first; // 首先记录第一个元素(即原容器中第一个元素内容不变)
iterator_traits<InputIterator>::value_type value = *first;
while (++first != last)
{
T tmp = *first;
*++first = binary_op(tmp, value);
value = tmp;
}
return ++result;
}
3、partial_sum(计算局部总和)
/*
* 函数名: partial_sum
* 功能: 计算局部总和
* 说明: 与adjacent_difference互为逆运算
*/
// 版本1,算法缺省行为
template <class InputIterator, class OutputIterator>
OutputIterator partial_sum(InputIterator first, InputIterator last, OutputIterator result)
{
if (first == last)
{
return result; // 区间内容为空直接返回result
}
*result = *first; // 首先记录第一个元素(即原容器中第一个元素内容不变)
iterator_traits<InputIterator>::value_type value = *first;
while (++first != last) // 之后的元素为本位置+前一个位置的值
{
value = value + *first;
*++result = value;
}
return ++result;
}
// 版本2,接收外界传入一个仿函数
template <class InputIterator, class OutputIterator, class BinaryOperation>
OutputIterator partial_sum(InputIterator first, InputIterator last,
OutputIterator result, BinaryOperation binary_op)
{
if (first == last)
{
return result; // 区间内容为空直接返回result
}
*result = *first; // 首先记录第一个元素(即原容器中第一个元素内容不变)
iterator_traits<InputIterator>::value_type value = *first;
while (++first != last)
{
value = binary_op(value, *first);
*++result = value;
}
return ++result;
}
4、inner_product
/*
* 函数名: inner_product
* 功能: 计算[first1,last1)和[first2,first2+(last1 - first1))的一般内积
*/
// 版本1,算法缺省行为
template <class InputIterator1, class InputIterator2, class T>
T inner_product(InputIterator1 first1, InputIterator1 last1,
InputIterator2 first2, T init)
{
// 以第一序列为依据,将两个序列都走一遍
for (; first1 != last1; ++first1, ++first2)
{
init = init + (*first1 * *first2); //执行两个序列的一般内积
}
return init;
}
template <class InputIterator1, class InputIterator2,
class BinaryOperation1, class BinaryOperation2, class T>
T inner_product(InputIterator1 first1, InputIterator1 last1,
InputIterator2 first2, T init,
BinaryOperation1 binary_op1, BinaryOperation2 binary_op2)
{
// 以第一序列为依据,将两个序列都走一遍
for (; first1 != last1; ++first1, ++first2)
{
init = binary_op1(init, binary_op2(*first1, *first2)); //执行两个序列的一般内积
}
return init;
}
5、iota这个算法是SGI专属,它用来设定区间内的内容,使每个元素从特定的Value,开始递增。
/*
* 函数名: iota
* 功能: 在区间[first,last)填入value,value+1,value+2,value+3
*/
template <class ForwardIterator, class T>
void iota(ForwardIterator first, ForwardIterator last, T value)
{
while (first != last)
{
*first = value++;
}
}
参考:
https://www.cnblogs.com/w0w0/archive/2012/04/26/2470853.html
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