STL学习笔记--数值算法

数值算法

　　C++ 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。

应用 accumulate 算法求数组元素和、元素积

 1 /*    下面示例程序对数组 iArray={1, 2, 3, 4, 5}进行元素求和、求积
 2 */
 3 ----------------------------------------------- 应用 accumulate 算法求数组元素和、元素积
 4 #include <numeric>
 5 #include <iostream>
 6 using namespace std;
 7 
 8 int multiply(int x, int y)
 9 {
10     return x * y;
11 }
12 
13 int main()
14 {
15     int iArray[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
16     cout << "数组 iArray 的元素和为："
17          << accumulate(iArray, iArray+5, 0)
18          << endl << endl;
19 
20     cout << "数组 iArray 的元素积为："
21          << accumulate(iArray, iArray+5, 1, multiply)
22          << endl;
23 
24     return 0;
25 }

 

 

应用 inner_product 算法计算两数组内积

 1 /*    下面示例程序分别使用 inner_product 算法的两种用法，计算两数组{2, 5, 4} 和{10, 6, 5}的内积
 2 */
 3 ----------------------------------------------- 应用 inner_product 算法计算两数组内积
 4 #include <numeric>
 5 #include <iostream>
 6 using namespace std;
 7 
 8 int add(int x, int y)
 9 {
10     return x + y;
11 }
12 
13 int mul(int x, int y)
14 {
15     return x * y;
16 }
17 
18 int main()
19 {
20     int iArray1[3] = {2, 5, 4};
21     int iArray2[3] = {10, 6, 5};
22 
23     // 第1中计算方法
24     int result = inner_product(iArray1, iArray1+3, iArray2, 0);
25     cout << "数组iArray1与数组iArray2的内积为：" << result << endl << endl;
26 
27     // 第2中计算方法(扩展性更强)
28     result = inner_product(iArray1, iArray1+3, iArray2, 0, add, mul);
29     cout << "数组iArray1与数组iArray2的内积为：" << result << endl << endl;
30 
31     return 0;
32 }

 

 

应用 partial_sum 算法计算数组的一系列部分元素和

 1 /*    下面示例程序先对数组 iArray={1, 2, 3, 4, 5}进行局部求和，打印输出为"1 3 6 10 15"，然后选择 binary_op 为乘法运算，打印出各个局部阶乘积为“1 2 6 24 120”
 2 */
 3 ----------------------------------------------- 应用 partial_sum 算法计算数组的一系列部分元素和
 4 #include <numeric>
 5 #include <algorithm>
 6 #include <iostream>
 7 using namespace std;
 8 
 9 void print(int x)
10 {
11     cout << x << "  ";
12 }
13 
14 int multiply(int x, int y)
15 {
16     return x * y;
17 }
18 
19 int main()
20 {
21     int iArray[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
22     int iResult[5];
23 
24     // 求和
25     partial_sum(iArray, iArray+5, iResult);
26     for_each(iResult, iResult+5, print);
27     cout << endl << endl;
28 
29     // 计算阶乘
30     partial_sum(iArray, iArray+5, iResult, multiply);
31     for_each(iResult, iResult+5, print);
32     cout << endl;
33 
34     return 0;
35 }

 

 

应用adjacent_difference 算法计算数组的一系列临近元素差的积

 1 /*    下面示例程序，先对数组 iArray={1, 10, 17, 25, 30}的各个邻近元素求差，打印输出"1 9 7 8 5"，然后用乘法运算代替求差，计算各个相邻元素的乘积，打印输出为“1 10 170 425 750”
 2 */
 3 ----------------------------------------------- 应用adjacent_difference 算法计算数组的一系列临近元素差的积
 4 #include <numeric>
 5 #include <algorithm>
 6 #include <iostream>
 7 using namespace std;
 8 
 9 void print(int x)
10 {
11     cout << x << "  ";
12 }
13 
14 int multiply(int x , int y)
15 {
16     return x * y;
17 }
18 
19 int main()
20 {
21     int iArray[5] = {1, 10, 17, 25, 30};
22     int iResult[5];
23     // 邻近元素差
24     adjacent_difference(iArray, iArray+5, iResult);
25     for_each(iResult, iResult+5, print);
26     cout << endl << endl;
27 
28     // 邻近元素相乘
29     adjacent_difference(iArray, iArray+5, iResult, multiply);
30     for_each(iResult, iResult+5, print);
31     cout << endl;
32 
33     return 0;
34 }

 

 

 

-----------------------------------  数值算法小结
    介绍了C++ STL 针对容器的元素进行数值计算的算法，虽然简单且为数不多，但是计算形式具有相当的灵活性。

例如:
    容器元素求和的 accumulate 算法，可设置运算为乘法操作，就可变成对容器元素的阶乘计算；
    两序列容器的元素内积 inner_product 算法，可推广到对应元素两两执行一种运算后，再将结果执行另一种另一种运算；
    容器元素的部分元素和 parital_sum 算法，可设置相应的操作运算，变成一系列部分元素的阶乘计算；
    相邻元素差 adjacent_difference 算法，可转换为计算相邻元素的和或者乘积 等等。