类valarray-C++STL精解

通俗来讲，类valarray是经过优化的向量。类valarray是由4个用于描述valarray中各个部分的辅助类支持的。这4个类分别是：slice_array、gslice_array、mask_array和indirect_array。

其中slice_array、gslice_array、mask_array和indirect_array均用于存放临时数值或数据。

若要使用类valarray，则必须包含头文件＜valarray＞。本节主要讲述类valarray的构造函数、成员函数、超越函数、下标和赋值、二元运算和数学运算以及子集操作。其中，子集操作将在后面章节介绍。

1.类valarray的构造函数

类valarray的构造函数一般有以下几种形式：

构造类valarray的对象时，最简单的形式是：将元素的数量作为输入参数，即上述构造函数的第二种形式和第三种形式。第二种形式的参数size_tn用于指定数组的大小；第三种形式的参数n用于指定数组的大小，参数val用作所有元素的初始默认值。这和STL中容器的构造函数不同。容器构造函数的第一个参数多数用于指定容器的大小，第二个参数用于指定容器中元素的初始默认值。

利用构造函数的第三种形式可以使用已知数组对valarray对象进行初始化。

例如，

上述代码的执行结果为：

2.下标、赋值以及数学运算

类valarray还提供了一系列的下标操作［］、数学运算等。下标操作符［］使程序员可以方便地访问数组中的每个元素以及获取数值子集。类valarray还定义了所有普通数学运算，例如＋、-、^∗、模数、反相、位操作、位比较、逻辑操作、赋值操作等。数组的乘法运算是对应元素相乘，即

va1＝va2^∗va3

等同于

va1［0］＝va2［0］^∗va3［0］；

val［1］＝va2［1］^∗va3［1］；

…

若参与计算的数组容量不一致，则运算结果未有定义，即不进行计算。

3.成员函数

类valarray提供了一系列的成员函数size（）、sum（）、max（）、min（）、resize（）、shift（）、cshift（）、apply（）和free（）。

1）size（）函数。该函数用于获取数组的大小。

2）max（）函数。该函数用于获取数组中的最大值。

3）min（）函数。该函数用于获取数组中的最小值。

4）sum（）函数。该函数用于获取数组中所有元素的总和。

5）resize（）函数。该函数用于实现重新设置数组的大小。

6）shift（）和cshift（）函数。shift（）函数用于实现逻辑移位，cshift（）函数用于实现循环移位。移位即指将数组中的元素位置顺次移动。

7）apply（）函数。其原型为：

其中fn（T）是指定的函数。apply（）函数的功能是：使用fn（）函数处理数组中的每个元素。

8）free（）函数。其原型为：

free（）函数用于删除数组的所有元素，并将数组长度设置为0。

例6-3

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例6-3的执行效果如图6-3所示。

图6-3 例6-3的执行效果

提示

请读者认真读例题。例题中包含了作者精心安排的各种编程细节。

4.超越函数

类valarray可允许的超越函数包括abs（）、pow（）、exp（）、sqrt（）、log（）、log10（）、sin（）、cos（）、tan（）、sinh（）、cosh（）、tanh（）、asin（）、acos（）、atan（）和atan2（）。以上函数均返回一个新的valarray型数组，元素个数和该函数输入的数组大小相同。上述函数的功能是针对数组中的每个元素分别进行超越函数计算。其使用方法详见例6-4。

1）abs（）函数。其原型为：

abs（）函数的功能是对数组中的每个元素进行绝对值计算，获取每个元素的绝对值。

2）pow（）函数。其原型为：

若要使用pow（）函数，需要包含数学库头文件＜cmath＞。对于类valarray的对象（数组），pow（）函数主要有上述三种形式。在Visual C＋＋ 6.0环境中，本书作者仅编译通过了pow（）函数的第一种形式。

3）exp（）函数。其原型为：

若要使用exp（）函数，同样需要包含头文件＜cmath＞。

4）sqrt（）函数。其原型为：

若要使用sqrt（）函数，同样需要包含头文件＜cmath＞。

5）log（）和log10（）函数。其原型为：

若要使用log（）和log10（）函数，同样需要包含头文件＜cmath＞。

6）三角函数。其原型为：

若要使用三角函数，同样需要包含头文件＜cmath＞。

上述三角函数中，atan2（）函数有三种形式。本文作者在VisualC＋＋6.0环境中，仅调试通过了第一种形式（黑体）。

上述超越函数的使用方法详见例6-4。

例6-4

例6-4的执行效果如图6-4所示。

图6-4 例6-4的执行效果

总结

本节讲述了数组类valarray的内容，主要涉及的内容包括数组的最基本使用、访问、基本操作以及超越函数。希望读者对照给出的源代码，认真阅读源代码，以熟练掌握类valarray。