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C++ Boost Accumulators累加器详细讲解

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Boost.Accumulators 

        Boost.Accumulators 提供了处理样本的类。例如,您可以找到最大或最小的样本,或者计算所有样本的总和。虽然标准库支持其中一些操作,但 Boost.Accumulators 还支持统计计算,例如均值和标准差。

        该库称为 Boost.Accumulators,因为累加器是一个基本概念。累加器是一个容器,每次插入一个值时都会计算出一个新的结果。该值不一定存储在累加器中。相反,累加器在输入新值时不断更新中间结果。

        Boost.Accumulators 包含三个部分:

        Boost.Accumulators 提供的所有类和函数都在 boost::accumulators 或嵌套命名空间中定义。例如,所有累加器都在 boost::accumulators::tag 中定义。

示例 58.1。使用 boost::accumulators::tag::count 计数

#include <boost/accumulators/accumulators.hpp>
#include <boost/accumulators/statistics.hpp>
#include <iostream>
using namespace boost::accumulators;
int main()
{
  accumulator_set<int, features<tag::count>> acc;
  acc(4);
  acc(-6);
  acc(9);
  std::cout << count(acc) << '\n';
}

Example 58.1 

        示例 58.1 使用 boost::accumulators::tag::count,这是一个简单的累加器,用于计算传递给它的值的数量。因此,由于传递了三个值,此示例将 3 写入标准输出。要使用累加器,您需要访问类 boost::accumulators::accumulator_set,这是一个模板,它期望将要处理的值的类型作为其第一个参数。示例 58.1 将 int 作为第一个参数传递。

        第二个参数指定要使用的累加器。您可以使用多个累加器。类名 boost::accumulators::accumulator_set 表示可以管理任意数量的累加器。

        严格来说,您指定的是特征,而不是累加器。特征定义了应该计算什么。你决定什么,而不是如何。功能可以有不同的实现。实现是累加器。

        示例 58.1 使用 boost::accumulators::tag::count 选择一个计算值的累加器。如果存在多个可以计算值的累加器,Boost.Accumulators 会选择默认的累加器。

        请注意,您不能将特征直接传递给 boost::accumulators::accumulator_set。您需要使用 boost::accumulators::features。

        boost::accumulators::accumulator_set 类型的对象可以像函数一样使用。可以通过调用 operator() 来传递值。它们会立即得到处理。传递的值必须与作为第一个模板参数传递给 boost::accumulators::accumulator_set 的类型相同。

        对于每个特征,都有一个同名的提取器。提取器接收累加器的当前结果。示例 58.1 使用提取器 boost::accumulators::count()。传递的唯一参数是 acc。 boost::accumulators::count() 返回 3。

        示例 58.2。使用均值和方差

#include <boost/accumulators/accumulators.hpp>
#include <boost/accumulators/statistics.hpp>
#include <iostream>
using namespace boost::accumulators;
int main()
{
  accumulator_set<double, features<tag::mean, tag::variance>> acc;
  acc(8);
  acc(9);
  acc(10);
  acc(11);
  acc(12);
  std::cout << mean(acc) << '\n';
  std::cout << variance(acc) << '\n';
}

Example 58.2 

        示例 58.2 使用两个特征 boost::accumulators::tag::mean 和 boost::accumulators::tag::variance 来计算五个值的均值和方差。该示例将 10 和 2 写入标准输出。

        方差为 2,因为 Boost.Accumulators 为五个值中的每一个分配了 0.2 的权重。使用 boost::accumulators::tag::variance 选择的累加器使用权重。如果未明确设置权重,则所有值都具有相同的权重。

        示例 58.3。计算加权方差

#include <boost/accumulators/accumulators.hpp>
#include <boost/accumulators/statistics.hpp>
#include <iostream>
using namespace boost::accumulators;
int main()
{
  accumulator_set<double, features<tag::mean, tag::variance>, int> acc;
  acc(8, weight = 1);
  acc(9, weight = 1);
  acc(10, weight = 4);
  acc(11, weight = 1);
  acc(12, weight = 1);
  std::cout << mean(acc) << '\n';
  std::cout << variance(acc) << '\n';
}

Example 58.3 

        示例 58.3 将 int 作为第三个模板参数传递给 boost::accumulators::accumulator_set。此参数指定权重的数据类型。在此示例中,权重分配给每个值。

        Boost.Accumulators 使用 Boost.Parameter 以名称/值对的形式传递附加参数,例如权重。权重的参数名称是权重。您可以将参数视为变量并分配一个值。名称/值对作为附加参数在每个值之后传递给累加器。

        在示例 58.3 中,值 10 的权重为 4,而所有其他值的权重为 1。均值仍然是 10,因为权重对均值无关紧要。但是,方差现在是 1.25。与前面的示例相比,它有所减少,因为中间值的权重高于其他值。

        Boost.Accumulators 提供了更多的累加器。它们的用法与本章介绍的累加器相同。该库的文档包含对所有可用累加器的概述。

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