11.3. Вычисление суммы и среднего значения элементов контейнера
11.3. Вычисление суммы и среднего значения элементов контейнера
Проблема
Требуется вычислить сумму и среднее значение чисел, содержащихся в контейнере.
Решение
Для 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
Обсуждение
Как 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_iterator
Шаблоны 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.