找出std::vector中所有元素的和的好方法是什么?

假设我有一个向量std::vector<int> vector,其中有几个元素。现在我要求所有元素的和。同样的东西有什么不同的表达方式?


当前回答

使用inclinclve_scan (c++ 17及以上):

这样做的好处是可以得到一个向量中前“N”个元素的和。下面是代码。在评论中解释。

要使用inclinclve_scan,需要包含“numeric”标头。

    //INPUT VECTOR
    std::vector<int> data{ 3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6 };

    //OUTPUT VECTOR WITH SUMS
    //FIRST ELEMENT - 3 
    //SECOND ELEMENT - 3 + 1 
    //THIRD ELEMENT - 3 + 1 + 4 
    //FOURTH ELEMENT - 3 + 1 + 4 + 1
    // ..
    // ..
    //LAST ELEMENT - 3 + 1 + 4 + 1 + 5 + 9 + 2 + 6
    std::vector<int> sums(data.size());

    //SUM ALL NUMBERS IN A GIVEN VECTOR.
    inclusive_scan(data.begin(), data.end(),
        sums.begin());

    //SUM OF FIRST 5 ELEMENTS.
    std::cout << "Sum of first 5 elements :: " << sums[4] << std::endl;

    //SUM OF ALL ELEMENTS
    std::cout << "Sum of all elements :: " << sums[data.size() - 1] << std::endl;

还有一种重载,可以指定执行策略。顺序执行或并行执行。需要包括“执行”头。

    //SUM ALL NUMBERS IN A GIVEN VECTOR.
    inclusive_scan(std::execution::par,data.begin(), data.end(),
        sums.begin());

使用reduce:

我在答案中没有注意到的另一个选项是使用c++17中引入的std::reduce。

但是你可能会注意到很多编译器不支持它(GCC 10以上可能就不错了)。但最终支持会来的。

使用std::reduce,优势在于使用执行策略。指定执行策略可选。当指定执行策略为std::execution::par时,算法可能会使用硬件并行处理能力。当使用大尺寸向量时,增益可能会更明显。

例子:

//SAMPLE
std::vector<int> vec = {2,4,6,8,10,12,14,16,18};
    
//WITHOUT EXECUTION POLICY
int sum = std::reduce(vec.begin(),vec.end());
    
//TAKING THE ADVANTAGE OF EXECUTION POLICIES
int sum2 = std::reduce(std::execution::par,vec.begin(),vec.end());
    
std::cout << "Without execution policy  " << sum << std::endl;
std::cout << "With execution policy  " << sum2 << std::endl;

std::reduce需要<numeric>报头。 和'<execution>'用于执行策略。

其他回答

似乎没有人能解决向量中可以有NaN值的元素求和的情况,例如numerical_limits<double>::quite_NaN()

我通常会遍历元素并直接检查。

vector<double> x;

//...

size_t n = x.size();

double sum = 0;

for (size_t i = 0; i < n; i++){

  sum += (x[i] == x[i] ? x[i] : 0);

}

它一点都不花哨,也就是说,没有迭代器或任何其他技巧,但我是这样做的。有时,如果在循环中有其他事情要做,我想让代码更具可读性,我就写

double val = x[i];

sum += (val == val ? val : 0);

//...

在循环中,如果需要重用val。

使用inclinclve_scan (c++ 17及以上):

这样做的好处是可以得到一个向量中前“N”个元素的和。下面是代码。在评论中解释。

要使用inclinclve_scan,需要包含“numeric”标头。

    //INPUT VECTOR
    std::vector<int> data{ 3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6 };

    //OUTPUT VECTOR WITH SUMS
    //FIRST ELEMENT - 3 
    //SECOND ELEMENT - 3 + 1 
    //THIRD ELEMENT - 3 + 1 + 4 
    //FOURTH ELEMENT - 3 + 1 + 4 + 1
    // ..
    // ..
    //LAST ELEMENT - 3 + 1 + 4 + 1 + 5 + 9 + 2 + 6
    std::vector<int> sums(data.size());

    //SUM ALL NUMBERS IN A GIVEN VECTOR.
    inclusive_scan(data.begin(), data.end(),
        sums.begin());

    //SUM OF FIRST 5 ELEMENTS.
    std::cout << "Sum of first 5 elements :: " << sums[4] << std::endl;

    //SUM OF ALL ELEMENTS
    std::cout << "Sum of all elements :: " << sums[data.size() - 1] << std::endl;

还有一种重载,可以指定执行策略。顺序执行或并行执行。需要包括“执行”头。

    //SUM ALL NUMBERS IN A GIVEN VECTOR.
    inclusive_scan(std::execution::par,data.begin(), data.end(),
        sums.begin());

使用reduce:

我在答案中没有注意到的另一个选项是使用c++17中引入的std::reduce。

但是你可能会注意到很多编译器不支持它(GCC 10以上可能就不错了)。但最终支持会来的。

使用std::reduce,优势在于使用执行策略。指定执行策略可选。当指定执行策略为std::execution::par时,算法可能会使用硬件并行处理能力。当使用大尺寸向量时,增益可能会更明显。

例子:

//SAMPLE
std::vector<int> vec = {2,4,6,8,10,12,14,16,18};
    
//WITHOUT EXECUTION POLICY
int sum = std::reduce(vec.begin(),vec.end());
    
//TAKING THE ADVANTAGE OF EXECUTION POLICIES
int sum2 = std::reduce(std::execution::par,vec.begin(),vec.end());
    
std::cout << "Without execution policy  " << sum << std::endl;
std::cout << "With execution policy  " << sum2 << std::endl;

std::reduce需要<numeric>报头。 和'<execution>'用于执行策略。

prason已经提供了许多不同的(而且很好的)方法来做到这一点,这里没有一个需要重复。不过,我想建议另一种提高速度的方法。

如果你要经常这样做,你可能想要考虑“子类化”你的vector,这样元素的和就被分开维护(实际上不是子类化vector,因为缺少虚析构函数而存在问题——我说的更多的是一个包含和和和的类,has-a而不是is-a,并提供类似vector的方法)。

对于空向量,和设为零。每次插入向量时,将插入的元素加到和中。在每次删除时,减去它。基本上,任何可能改变底层向量的东西都会被拦截,以确保总和保持一致。

这样,您就有了一个非常有效的O(1)方法来“计算”任何时间点的和(只返回当前计算的和)。插入和删除将花费稍长的时间来调整总数,您应该考虑到这种性能影响。

如果向量的和比向量的改变更频繁,那么这些向量可能会从这个方案中受益,因为计算和的成本会在所有访问中摊销。显然,如果你只需要每小时求和,而向量每秒变化3000次,这是不合适的。

这样就足够了:

class UberVector:
    private Vector<int> vec
    private int sum

    public UberVector():
        vec = new Vector<int>()
        sum = 0

    public getSum():
        return sum

    public add (int val):
        rc = vec.add (val)
        if rc == OK:
            sum = sum + val
        return rc

    public delindex (int idx):
        val = 0
        if idx >= 0 and idx < vec.size:
            val = vec[idx]
        rc =  vec.delindex (idx)
        if rc == OK:
            sum = sum - val
        return rc

显然,这是伪代码,您可能希望有更多的功能,但它显示了基本概念。

既然可以倒着做求和,为什么还要往前做呢?考虑到:

std::vector<int> v;     // vector to be summed
int sum_of_elements(0); // result of the summation

我们可以使用下标,向后计数:

for (int i(v.size()); i > 0; --i)
    sum_of_elements += v[i-1];

我们可以使用范围检查的“下标”,向后计数(以防万一):

for (int i(v.size()); i > 0; --i)
    sum_of_elements += v.at(i-1);

我们可以在for循环中使用反向迭代器:

for(std::vector<int>::const_reverse_iterator i(v.rbegin()); i != v.rend(); ++i)
    sum_of_elements += *i;

我们可以在for循环中使用前向迭代器,向后迭代(哦,很棘手!):

for(std::vector<int>::const_iterator i(v.end()); i != v.begin(); --i)
    sum_of_elements += *(i - 1);

我们可以对反向迭代器使用accumulate:

sum_of_elems = std::accumulate(v.rbegin(), v.rend(), 0);

我们可以使用反向迭代器将for_each与lambda表达式一起使用:

std::for_each(v.rbegin(), v.rend(), [&](int n) { sum_of_elements += n; });

所以,正如你所看到的,向后求和的方法和正向求和的方法一样多,其中一些更令人兴奋,并且提供了更大的机会出现差1的错误。

这很简单。c++ 11提供了一种简单的方法来对一个向量的元素求和。

sum = 0; 
vector<int> vec = {1,2,3,4,5,....}
for(auto i:vec) 
   sum+=i;
cout<<" The sum is :: "<<sum<<endl;