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。

/*    下面示例程序对数组 iArray={1, 2, 3, 4, 5}进行元素求和、求积
*/
----------------------------------------------- 应用 accumulate 算法求数组元素和、元素积
#include <numeric>
#include <iostream>
using namespace std;

int multiply(int x, int y)
{
    return x * y;
}

int main()
{
    int iArray[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    cout << "数组 iArray 的元素和为："
         << accumulate(iArray, iArray+5, 0)
         << endl << endl;

    cout << "数组 iArray 的元素积为："
         << accumulate(iArray, iArray+5, 1, multiply)
         << endl;

    return 0;
}

 

 

/*    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
*/
----------------------------------------------- 应用 inner_product 算法计算两数组内积
#include <numeric>
#include <iostream>
using namespace std;

int add(int x, int y)
{
    return x + y;
}

int mul(int x, int y)
{
    return x * y;
}

int main()
{
    int iArray1[3] = {2, 5, 4};
    int iArray2[3] = {10, 6, 5};

    // 第1中计算方法
    int result = inner_product(iArray1, iArray1+3, iArray2, 0);
    cout << "数组iArray1与数组iArray2的内积为：" << result << endl << endl;

    // 第2中计算方法(扩展性更强)
    result = inner_product(iArray1, iArray1+3, iArray2, 0, add, mul);
    cout << "数组iArray1与数组iArray2的内积为：" << result << endl << endl;

    return 0;
}

 

 

/*    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”
*/
----------------------------------------------- 应用 partial_sum 算法计算数组的一系列部分元素和
#include <numeric>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;

void print(int x)
{
    cout << x << "  ";
}

int multiply(int x, int y)
{
    return x * y;
}

int main()
{
    int iArray[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int iResult[5];

    // 求和
    partial_sum(iArray, iArray+5, iResult);
    for_each(iResult, iResult+5, print);
    cout << endl << endl;

    // 计算阶乘
    partial_sum(iArray, iArray+5, iResult, multiply);
    for_each(iResult, iResult+5, print);
    cout << endl;

    return 0;
}

 

 

/*    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”
*/
----------------------------------------------- 应用adjacent_difference 算法计算数组的一系列临近元素差的积
#include <numeric>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace std;

void print(int x)
{
    cout << x << "  ";
}

int multiply(int x , int y)
{
    return x * y;
}

int main()
{
    int iArray[5] = {1, 10, 17, 25, 30};
    int iResult[5];
    // 邻近元素差
    adjacent_difference(iArray, iArray+5, iResult);
    for_each(iResult, iResult+5, print);
    cout << endl << endl;

    // 邻近元素相乘
    adjacent_difference(iArray, iArray+5, iResult, multiply);
    for_each(iResult, iResult+5, print);
    cout << endl;

    return 0;
}

 

 

 

-----------------------------------  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。