C++ STL 中的数值算法示例讲解

目录

• 1.iota
• 2.accumulate
• 3.partial_sum
• 4.adjacent_difference
• 5.inner_product

以下算法均包含在头文件 numeric 中

1.iota

该函数可以把一个范围内的序列从给定的初始值开始累加
先看用法。
例：
假设我需要一个长度为10，从5开始递增的序列

    vector<int> a(10);
    iota(begin(a), end(a), 5);

    for (auto x : a) {
        cout << x << " ";
    }

输出：

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

这样就可以很方便的创建一个递增的序列，而不用使用for循环
此外，该函数是使用连续的支持 operator++()的 T 类型值填充序列
也就是说double类型也可以使用，string类型也可以使用。
只要是重载了++运算符的类型都可以使用。

2.accumulate

曾经在算法比赛中看见别人使用accumulate函数计算出了一个数组的和。
觉得特别的优雅，像这样：

    vector<int> a(10);
    iota(begin(a), end(a), 1);

    cout << accumulate(begin(a), end(a), 0) << "\n";  // 计算从1加到10的和，从0开始加

输出：

55

从那天起，每当我要求一个序列的和的时候，我都会使用这个方法...
但是今天，当我看到accumulate的源码之后：

template <class InputIterator, class T>
   T accumulate (InputIterator first, InputIterator last, T init)
{
  while (first!=last) {
    init = init + *first;  // or: init=binary_op(init,*first) for the binary_op version
    ++first;
  }
  return init;
}

注意看这里：

202204080826522.png" />

哇哦，它竟然还支持二元仿函数，详解C++ functional库中的仿函数使用方法
于是，我有了一个大胆的想法。
求一个数组的乘积

    vector<int> a(10);
    iota(begin(a), end(a), 1);

    cout << accumulate(begin(a), end(a), 1, multiplies<int>()) << "\n";  // 计算从1加到10的乘积，从1开始乘

输出：

3628800

同理，还可以求数组的减，数组的除，数组的模

3.partial_sum

这个函数可以用来求前缀和，前缀和指一个数组的某下标之前的所有数组元素的和（包含其自身）。

例如，1、2、3、4、5的前缀和数组为 1 3 6 10 15

    vector<int> a(5);
    iota(begin(a), end(a), 1);

    partial_sum(begin(a), end(a), begin(a)); // 求a的前缀和，赋值给a数组（第三个参数）

    for (auto x : a) {
        cout << x << " ";
    }

输出：

1 3 6 10 15

有了上一个函数的经验，我们还可以求一个数组的前缀乘、除等

例：

    partial_sum(begin(a), end(a), begin(a), multiplies<int>());

输出：

1 2 6 24 120

4.adjacent_difference

这个函数可以对一个序列里相邻两个元素进行运算，通过differerce这个词可以看出来，默认是计算相邻两元素的差

vector<int> a{1, 4, 5, 100, 40};

adjacent_difference(begin(a), end(a), begin(a)); // 求a数组相邻元素的差，赋值给a数组（第三个参数）

for (auto x : a) {
    cout << x << " ";
}

输出：

1 3 1 95 -60

今天我想计算相邻两元素的乘积

adjacent_difference(begin(a), end(a), begin(a), multiplies<int>());

输出：

1 4 20 500 4000

5.inner_product

这个函数默认情况下可以求序列中每个元素的内积之和：

    vector<int> a(3);
    iota(begin(a), end(a), 1);

    cout << inner_product(begin(a), end(a), begin(a), 10) << "\n"; // 从初值10开始加上序列各元素的内积

输出：

24

还可以用来求两个序列元素两两相乘再相加的结果

    vector<int> a{1, 2, 3};
    vector<int> b{2, 3, 4};

    // 1 * 2 + 2 * 3 + 3 * 4
    cout << inner_product(begin(a), end(a), begin(b), 0) << "\n";

输出：

20

此外，还可以通过仿函数来替代上述的两个操作符 + 和 *

    vector<int> a{1, 2, 3};
    vector<int> b{2, 3, 4};

    cout << inner_product(begin(a), end(a), begin(b), 1
                        , multiplies<int>(), minus<int>()) << "\n";
                            // 原来的加法 +  // 原来的乘法 *
                            // 计算 (1 - 2) * (2 - 3) * (3 - 4) = -1

输出：

-1

到此这篇关于C++ STL 中的数值算法示例讲解的文章就介绍到这了,更多相关C++ 数值算法内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！