C++. Сборник рецептов

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iterator>
#include <iostream>
#include <cstdlib>

using namespace std;

struct RndIntGen {
 RndIntGen(int l, int h) : low(l), high(h) {}
 int operator const {
 return low + (rand % ((high - low) + 1));
 }
private:
 int low;
 int high;
};

int main {
 srand(static_cast<unsigned int>(clock));
 vector<mt> v(5);
 generate(v.begin, v.end, RndIntGen(1, 6));
 copy(v.begin, v.end, ostream_iterator<int>(cout, "\n"));
}

Программа примера 11.13 должна выдать результат, подобный следующему.

3
1
2
6
4

Обсуждение

Стандартная библиотека C++ содержит функции generate и generate_n, специально предназначенные для заполнения контейнеров значениями, полученными функцией генератора случайных чисел. Эти функции принимают нуль-арный функтор (указатель на функцию или объект-функцию без аргументов), результат которого присваивается соседним элементам контейнера. Пример реализации функции generate и generate_n показан в примере 11.14.

Пример 11.14. Пример реализации функций generate и generate_n

template<class Iter_T, class Fxn_T>
void generate(Iter_T first, Iter_T last, Fxn_T f) {
 while (first != last) *first++ = f;
}

template<class Iter_T, class Fxn_T>
void generate_n(Iter_T first, int n, Fxn_T f) {
 for (int i=0; i < n; ++i) *first++ = f;
}

11.8. Представление динамического числового вектора

Проблема

Требуется иметь тип для манипулирования динамическими числовыми векторами.

Решение

Вы можете использовать шаблон valarray из заголовочного файла <valarray>. Пример 11.15 показывает, как можно использовать шаблон valarray.

Пример 11.15. Применение шаблона valarray

#include <valarray>
#include <iostream>

using namespace std;

int main {
 valarray<int> v(3);
 v[0] = 1;
 v[1] = 2;
 v[2] = 3;
 cout << v[0] << ", " << v[1] << ", " << v[2] << endl;
 v = v + v;
 cout << v[0] << ", " << v[1] << ", " << v[2] << endl;
 v /= 2;
 cout << v[0] << ", " << v[1] << ", " << v[2] << endl;
}

Программа примера 11.15 выдаст следующий результат.

1, 2, 3
2, 4, 6
1, 2, 3

Обсуждение

Вопреки своему названию тип vector не предназначен для использования в качестве числового вектора, для этой цели используется шаблон valarray. Этот шаблон написан так, чтобы в конкретных реализациях С++, особенно на высокопроизводительных машинах, можно было применить к нему специальную векторную оптимизацию. Другое большое преимущество valarray состоит в наличии многочисленных перегруженных операторов, предназначенных для работы с числовыми векторами. Эти операторы обеспечивают выполнение таких операций, как сложение и скалярное умножение векторов.

Шаблон valarray может также использоваться в стандартных алгоритмах, работающих с массивами, представленными в C-стиле. Пример 11.16 показывает, как можно создавать итераторы, ссылающиеся на начальный элемент valarray и на элемент, следующий за последним.

Пример 11.16. Получение итераторов для valarray

template<class T>
T* valarray_begin(valarray<T>& x) {
 return &x[0];
}

template<class T> T* valarray_end(valarray<T>& x) {
 return valarray_begin(x) + x.size;
}

Несмотря на немного академичный вид этого примера, не следует пытаться создавать итератор конца valarray, используя выражение &x[х.size]. Если это сработает, то только случайно, поскольку индексация valarray, выходящая за допустимый индексный диапазон, приводит к непредсказуемому результату.

Отсутствие в valarray функций-членов begin и end, несомненно, противоречит стилю STL. Отсутствие этих функций подчеркивает то, что в valarray реализуется модель, отличная от концепции контейнера STL. Несмотря на это, вы можете использовать valarray в любом обобщенном алгоритме, где требуется итератор с произвольным доступом.

11.9. Представление числового вектора фиксированного размера

Проблема

Требуется иметь эффективное представление числовых векторов фиксированного размера.

Решение

В программном обеспечении обычного типа часто более эффектный результат по сравнению с valarray дает применение специальной реализации вектора, когда его размер заранее известен на этапе компиляции. Пример 11.17 показывает, как можно реализовать шаблон вектора фиксированного размера, названный здесь kvector.

Пример 11.17. kvector.hpp