Д. Стефенс - C++. Сборник рецептов
Наконец, объекты-функции могут определяться внутри другой функции или класса. Указатели на функции приходится объявлять в области видимости пространства имен.
В примере 11.4 я показал, как в функции max_element можно использовать пользовательский предикат. Этот предикат является объектом-функцией IsWeakerPlayer.
Альтернативой пользовательскому предикату, показанному в примере 11.4, является перегрузка оператора operator< для структуры ChessPlayer. Это хорошо работает в определенных случаях, но предполагает, что самой важной является сортировка игроков по рейтингу. Может оказаться, что более распространенной является сортировка по именам. Поскольку в данном случае выбор метода сортировки может быть произвольным, я предпочитаю не определять оператор operator<.
11.3. Вычисление суммы и среднего значения элементов контейнера
Требуется вычислить сумму и среднее значение чисел, содержащихся в контейнере.
РешениеДля расчета суммы можно использовать функцию accumulate из заголовочного файла <numeric> и затем разделить ее на количество элементов, получая среднее значение. Пример 11.5 демонстрирует, как это можно сделать, используя вектор.
Пример 11.5. Вычисление суммы и среднего значения элементов контейнера
#include <numeric>
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main() {
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
int sum = accumulate(v.begin(), v.end(), 0);
double mean = double(sum) / v.size();
cout << "sum = " << sum << endl;
cout << "count = " << v.size() << endl;
cout << "mean = " << mean << endl;
}
Программа примера 11.5 выдает следующий результат.
sum = 10
count = 4
mean = 2.5
ОбсуждениеКак правило, функция accumulate обеспечивает самый эффективный и самый простой способ вычисления суммы всех элементов, содержащихся в контейнере.
Несмотря на то что данный рецепт имеет относительно простое решение, не так уж просто написать свою собственную обобщенную функцию по расчету среднего значения. В примере 11.6 показан один из способов написания такой обобщенной функции.
Пример 11.6. Обобщенная функция по расчету среднего значения
template<class Iter_T>
double computeMean(Iter_T first, Iter_T last) {
return static_cast<double>(accumulate(first, last, 0.0))
/ distance(first, last);
}
Функция computeMean из примера 11.6 подойдет в большинстве случаев, но она имеет одно ограничение: не работает она с такими итераторами ввода, как istream_iterator.
Итераторы istream_iterator и ostream_iteratorШаблоны классов istream_iterator и ostream_iterator представляют собой специализированные итераторы, определенные в заголовочном файле <iterator> которые позволяют рассматривать потоки как однопроходные контейнеры.
istream_iterator является итератором ввода, который выступает в роли оболочки такого потока ввода, как cin или ifstream, позволяя использовать его в качестве параметра во многих обобщенных функциях. ostream_iterator является итератором вывода, который позволяет использовать потоки вывода, как будто они являются контейнерами. Использование итераторов istream_iterator и ostream_iterator является хорошей привычкой, так как с их помощью легче создавать повторно используемый программный код
Итератор istream_iterator позволяет выполнить только один проход по данным, поэтому вы можете вызвать либо accumulate, либо distance, но если вы вызываете обе функции, данные становятся недействительными, и всякая последующая попытка их просмотра, вероятно, приведет к неудаче. Пример 11.7 показывает, как можно написать более обобщенную функцию по расчету среднего значения за один проход последовательности чисел.
Пример 11.7. Более обобщенная функция по расчету среднего значения
#include <stdexcept>
#include <iostream>
#include <iterator>
using namespace std;
template<class Value_T, class Iter_T>
Value_T computeMean(Iter_T first, Iter_T last) {
if (first == last) throw domain_error("mean is undefined");
Value_T sum;
int cnt = 0;
while (first != last) {
sum += *first++;
++cnt;
}
return sum / cnt;
)
int main() {
cout << "please type in several integers separated by newlines" << endl;
cout << "and terminated by an EOF character (i.e , Ctrl-Z)" << endl;
double mean = computeMean<double>(
istream_iterator<int>(cin), istream_iterator<int>());
cout << "the mean is " << mean << endl;
}
При написании обобщенного программного кода следует, по мере возможности, пытаться пользоваться наиболее общим типом итератора. Это подразумевает, что, когда возможно, вы должны стараться писать обобщенные алгоритмы с единственным проходом по потоку ввода. При таком подходе ваш обобщенный программный код не ограничивается только контейнерами, а может также использоваться с такими итераторами ввода, как istream_iterator. Кроме того, алгоритмы с единственным проходом часто более эффективны.
Возможно, вас удивляет то, что я решил тип, возвращаемый функцией computeMean из примера 11.7, передать в качестве параметра шаблона, а не выводить его из типа итератора. Это сделано по той причине, что обычно статистические расчеты выполняются с более высокой точностью, чем точность значений, содержащихся в контейнере. Так, в программном коде примера 11.7 возвращаемое среднее значение набора чисел целого типа имеет тип double.
11.4. Фильтрация значений, выпадающих из заданного диапазона
Требуется проигнорировать содержащиеся в последовательности значения, которые располагаются ниже или выше заданного диапазона.
РешениеИспользуйте функцию remove_copy_if, определенную в <algorithm>, как показано в примере 11.8.
Пример 11.8 Удаление из последовательности элементов, значения которых меньше заданного
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <iterator>
using namespace std;
struct OutOfRange {
OutOfRange(int min, int max) :
min_(min), max_(max) {}
bool operator()(int x) {
return (x < min_) || (x > max_);
}
int min_;
int max_;
};
int main() {
vector<int> v;
v.push_back(6);
v.push_back(12);
v.push_back(10);
v.push_back(24);
v.push_back(30);
remove_copy_if(v.begin(), v.end(),
ostream_iterator<int>(cout, "n"), OutOfRange(10, 25));
}
Программа примера 11.8 выдает следующий результат.
12
18
24
ОбсуждениеФункция remove_copy_if копирует элементы из одного контейнера в другой контейнер (или итератор вывода), игнорируя те элементы, которые удовлетворяют предоставленному вами предикату (вероятно, было бы более правильно назвать функцию copy_ignore_if). Однако эта функция не изменяет размер целевого контейнера. Если (как часто бывает) количество скопированных функцией remove_copy_if элементов меньше, чем размер целевого контейнера, вам придется уменьшить целевой контейнер с помощью функции-члена erase.
Для функции remove_copy_if требуется унарный предикат (функтор, который принимает один аргумент и возвращает значение типа boolean), который возвращает значение «истина», когда элемент не должен копироваться. В примере 11.8 предикатом является объект-функция OutOfRange. Конструктор OutOfRange принимает нижнюю и верхнюю границу и перегружает оператор operator(). Функция operator() принимает параметр целого типа и возвращает значение «истина», если переданный аргумент меньше, чем нижняя граница, или больше, чем верхняя граница.
11.5. Вычисление дисперсии, стандартного отклонения и других статистических функций
Требуется рассчитать значение одной или нескольких обычных статистических функций, например дисперсии (variance), стандартного отклонения (standard deviation), коэффициента асимметрии (skew) и эксцесса (kurtosis) для последовательности чисел.
РешениеФункцию accumulate из заголовочного файла <numeric> можно использовать для расчета многих статистических параметров, а не только для суммирования пользовательских объектов-функций. Пример 11.9 показывает, как можно вычислить значения некоторых важных статистические функций при помощи accumulate.
