C++ std::valarray 用法实例详解

#include <valarray>
#include <iostream>
int main() {
    // 默认构造
    std::valarray<int> v1;
    std::cout << v1.size() << std::endl;  // 0[citation:1]
    // 指定大小
    std::valarray<int> v2(100);           // 100个元素，默认初始化[citation:1]
    // 指定大小和初始值（注意：第一个参数是值，第二个是数量）
    std::valarray<int> v3(5, 20);         // 20个5，注意顺序与vector相反[citation:1]
    // 从数组构造
    int arr[] = {2, 3, 5, 7, 11};
    std::valarray<int> v4(arr, 5);        // 从数组拷贝[citation:2][citation:6]
    // C++11：初始化列表
    std::valarray<int> v5{2, 3, 5, 7, 11}; // 直接初始化[citation:1]
    // 改变大小（原有数据会丢失）
    v5.resize(10);        // 大小变为10，所有元素重置[citation:1][citation:6]
}

std::valarray<int> v{1, 2, 3, 4, 5};
// operator[] 访问单个元素
v[2] = 10;                // 修改第3个元素[citation:2]
// size() 获取元素数量
std::cout << v.size() << std::endl;  // 5[citation:1]

std::valarray<int> a{1, 2, 3};
std::valarray<int> b{4, 5, 6};
// 数组加法（逐个元素相加）
std::valarray<int> c = a + b;     // {5, 7, 9}[citation:7]
// 数组与标量运算
std::valarray<int> d = a * 2;     // {2, 4, 6}
// 一元运算
std::valarray<int> e = -a;        // {-1, -2, -3}[citation:2]

std::valarray<int> v1(1, 3);           // {1, 1, 1}
std::valarray<int> v2(2, 3);           // {2, 2, 2}
v1 += v2;                              // {3, 3, 3}
v2 += 2;                               // {4, 4, 4}[citation:9]

#include <cmath>
#include <valarray>
std::valarray<double> v{0, 0.25, 0.5, 0.75, 1};
// 对每个元素应用数学函数
std::valarray<double> s = std::sin(v * std::numbers::pi);
// 结果: {0, 0.707, 1, 0.707, 0}[citation:4]
// 其他支持的函数：cos, tan, exp, log, sqrt, abs 等[citation:3][citation:5]

std::valarray<int> all{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
// slice(start, length, stride): 从索引0开始，选5个元素，步长为2
std::slice sl(0, 5, 2);
std::valarray<int> odd = all[sl];  // {1, 3, 5, 7, 9}[citation:2]

// 创建类似3D数组的结构
size_t lengths[] = {3, 3};
size_t strides[] = {3, 1};
std::valarray<size_t> len(lengths, 2);
std::valarray<size_t> str(strides, 2);
std::valarray<int> v(27);           // 27个元素的数组
// 使用gslice提取特定子集
// v[gslice(0, len, str)] 提取前9个元素[citation:2]

bool b[] = {true, false, true, false, true, false, true, false, true};
std::valarray<bool> mask(b, 9);
std::valarray<int> all{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
std::valarray<int> odd = all[mask];  // {1, 3, 5, 7, 9}[citation:2]

size_t idx[] = {0, 2, 4, 6, 8};
std::valarray<size_t> indices(idx, 5);
std::valarray<int> all{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
std::valarray<int> odd = all[indices];  // {1, 3, 5, 7, 9}[citation:2]

std::valarray<int> v{1, 2, 3, 4, 5};
std::slice sl(1, 3, 1);
v[sl] = 0;           // v变成 {1, 0, 0, 0, 5}

std::valarray<int> v{3, 1, 4, 1, 5};
int sum = v.sum();       // 总和：14[citation:6]
int min = v.min();       // 最小值：1[citation:3]
int max = v.max();       // 最大值：5[citation:3]
// 移位
std::valarray<int> v2 = v.shift(2);   // {4, 1, 5, 0, 0} 左移，空位补0[citation:6]
std::valarray<int> v3 = v.cshift(2);  // {4, 1, 5, 3, 1} 循环左移[citation:6]
// apply：将函数应用到每个元素
auto result = v.apply([](int x) { return x * x; });  // {9, 1, 16, 1, 25}[citation:8]