C++. Сборник рецептов

Основное преимущество библиотеки Boost Random в том, что алгоритм генерации псевдослучайных чисел обеспечивает гарантированные и воспроизводимые свойства случайных последовательностей, зависящих от выбранного алгоритма. В примере 11.12 я использую генератор Mersenne Twister (mt19937), потому что он дает хорошее сочетание производительности и качества последовательности случайных чисел.

11.7. Инициализация контейнера случайными числами

Проблема

Требуется заполнить произвольный контейнер случайными числами.

Решение

Можно использовать функции generate и generate_n из заголовочного файла совместно с функтором, возвращающим случайные числа. Пример 11.13 показывает, как это можно сделать.

Пример 11.13. Инициализация контейнеров случайными числами

#include

#include

#include

#include

#include

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(clock()));

 vector v(5);

 generate(v.begin(), v.end(), RndIntGen(1, 6));

 copy(v.begin(), v.end(), ostream_iterator(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

void generate(Iter_T first, Iter_T last, Fxn_T f) {

 while (first != last) *first++ = f();

}

template

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 . Пример 11.15 показывает, как можно использовать шаблон valarray.

Пример 11.15. Применение шаблона valarray

#include

#include

using namespace std;

int main() {

 valarray 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

T* valarray_begin(valarray& x) {

 return &x[0];

}

template T* valarray_end(valarray& x) {

 return valarray_begin(x) + x.size();

}