Vektorrechner

volkard

(Noch nicht für cpluskowski, das dauer noch ein paar Monate.)

Swordfish schrieb:

…

Da geht aber noch einiges.
Die binären Operatoren würde ich immer außerhalb machen als friend.
Und dann ist die erste weitere Aufgabe, alle Schleifen loszuwerden und statdessen passende stl-algos zu finden.
Außerdem sind die asserts nicht Deine Aufgabe, die müssen von std::array gemacht werden.

volkard

Swordfish schrieb:

Gut, daß Lehrer nicht wissen müssen was sie fordern ...

Naja, die Aufgabe ist aber schon weit überdurchschnittlich gut, mußte zugeben.

Swordfish

...

volkard

Geil.

volkard

Könnte man in << und >> nicht diese komischen Stream-Iteratoren nehmen? Ok, keine Not.

copy-ctor und zuweisungsoperator droppen?

und das mit dem dot...
das ist ein rätsel. muss gehen irgendwie.

Swordfish schrieb:

template< std::size_t const N = 3, typename T = double >
    friend std::ostream & operator *** ( std::ostream & os, vector_t< N, T > const & vector )

Und der ganze Mist 5 mal.
Einfach das template weglassen (hat auch praktische Vorteile)

friend std::ostream & operator *** ( std::ostream & os, vector_t const & vector )

Dimension am besten als Memberfunktion, wäre ein Kandidat für constexpr.

Zu Dot: inner_product?

volkard schrieb:

Könnte man in << und >> nicht diese komischen Stream-Iteratoren nehmen?

O ja, bitte. copy und copy_n. Diese ganzen Lambdas sind unnötig.

camper

volkard schrieb:

und das mit dem dot...
das ist ein rätsel. muss gehen irgendwie.

So?

friend T dot( vector_t const & lhs, vector_t const & rhs )
    {
        return std::inner_product( lhs.data.begin(), lhs.data.end(), rhs.data.begin(), T() );
    }

Mit varidic Templates kann man sich die Algortihmen allerdings auch sparen

#include <cstddef>
#include <cmath>
#include <iostream>
#include <initializer_list>

template < std::size_t... i >
struct index_list;

template < std::size_t N, typename = index_list<> >
struct make_index_list;

template < std::size_t N, std::size_t... i>
struct make_index_list< N, index_list< i... > >
    : make_index_list< N - 1, index_list< 0, 1 + i... > >
{
};

template < std::size_t... i>
struct make_index_list< 0, index_list< i... > >
{
    typedef index_list< i... > type;
};

struct expression_sequence
{
    template < typename... T >
    expression_sequence( T&&... )
    {
    }
};

template< std::size_t const N = 3, typename T = double, typename indexes = typename make_index_list< N >::type >
class vector_t;

template< std::size_t const N, typename T, std::size_t... i >
class vector_t< N, T, index_list< i... > >
{
    friend std::ostream & operator<<( std::ostream & os, vector_t const & vector )
    {
        os << "[ ";
        expression_sequence{ os << vector[ i ] << ' ' ... };
        os.put( ']' );

        return os;
    }

    friend std::istream & operator>>( std::istream & is, vector_t< N, T > & vector )
    {
        expression_sequence{ is >> vector[ i ] ... };
        return is;
    }

    friend constexpr vector_t operator+( vector_t const & lhs, vector_t const & rhs )
    {
        return { { lhs[ i ] + rhs[ i ] ... } };
    }

    friend constexpr vector_t operator-( vector_t const & lhs, vector_t const & rhs )
    {
        return { { lhs[ i ] - rhs[ i ] ... } };
    }

    friend T dot( vector_t const & lhs, vector_t const & rhs )
    {
        T result[] = { 0., result[ i ] + lhs[ i ] * rhs[ i ] ... };
        return result[ N ];
    }

    public:
        static constexpr std::size_t get_dimension() { return N; }

        constexpr T const & operator[]( std::size_t const index ) const
        {
            return data[ index ];
        }

        T magnitude() const
        {
            return std::sqrt( dot( *this, *this ) );
        }

        vector_t norm() const
        {
            T const mag = magnitude();         
            return { data[ i ] / mag ... };
        }

        T data[N];
};

Swordfish

...

Swordfish

...

Möglicherweise die variadischen Templates?

Swordfish

...

Das geht schief, wenn T nicht implizit zu double konvertierbar ist (z.B. std::complex):

T magnitude() const 
        { 
            return std::sqrt( dot( *this, *this ) ); 
        }

Besser:

T magnitude() const 
        { 
            using std::sqrt;
            return sqrt( dot( *this, *this ) ); 
        }

Ethon

Swordfish schrieb:

No-na? Welcher Aspekt davon? Was könnte man evtl vc++-tauglich umschreiben?

Die kompletten veriadischen Templates. Deswegen würde ich auch als Sprachfetischist keinen VC++ sondern eher clang nehmen.

Ähm.

double norm()
    {
        double buf = skalarprod(*this);
        double erg = sqrt(buf);
        return erg;
    }

Sieht aber echt ulkig aus.
Ich schiebe die Schuld dafür mal auf die Aufgabenstellung.

Swordfish

...

camper

Diese Version scheint mit Visual C++ ctp zu funktionieren

#include <cstddef>
#include <cmath>
#include <iostream>
#include <initializer_list>

template < std::size_t... i >
struct index_list;

template < std::size_t N, typename = index_list<> >
struct make_index_list;

template < std::size_t N, std::size_t... i>
struct make_index_list< N, index_list< i... > >
	: make_index_list< N - 1, index_list< i..., sizeof...(i) > >
{
};

template < std::size_t... i>
struct make_index_list< 0, index_list< i... > >
{
    typedef index_list< i... > type;
};

struct expression_sequence
{
    template < typename... T >
    expression_sequence( T&&... )
    {
    }
};

template< std::size_t const N = 3, typename T = double, typename indexes = typename make_index_list< N >::type >
class vector_t;

template< std::size_t const N, typename T, std::size_t... i >
class vector_t< N, T, index_list< i... > >
{
    friend std::ostream & operator<<( std::ostream & os, vector_t const & vector )
    {
        os << "[ ";
//        expression_sequence{ os << vector[ i ] << ' ' ... };
		bool dummy[] = { os << vector[ i ] << ' ' ... };
        os.put( ']' );

        return os;
    }

    friend std::istream & operator>>( std::istream & is, vector_t< N, T > & vector )
    {
//        expression_sequence{ is >> vector[ i ] ... };
		bool dummy[] = { is >> vector[ i ] ... };
        return is;
    }

    friend vector_t operator+( vector_t const & lhs, vector_t const & rhs )
    {
		vector_t result = { lhs[ i ] + rhs[ i ] ... };
		return result;
    }

    friend vector_t operator-( vector_t const & lhs, vector_t const & rhs )
    {
		vector_t result = { lhs[ i ] - rhs[ i ] ... };
		return result;
    }

    friend T dot( vector_t const & lhs, vector_t const & rhs )
    {
        T result[] = { 0., result[ i ] + lhs[ i ] * rhs[ i ] ... };
        return result[ N ];
    }

    public:
        static std::size_t get_dimension() { return N; }

        T const & operator[]( std::size_t const index ) const
        {
            return data[ index ];
        }

        T magnitude() const
        {
            return std::sqrt( dot( *this, *this ) );
        }

        vector_t norm() const
        {
            T const mag = magnitude();   
			vector_t result = { data[ i ] / mag ... };
			return result;
        }

        T data[N];
};

int main()
{
	vector_t<3> a = { 0, 1, 2 }; std::cout << "a = " << a << '\n';
	vector_t<3> b = { 1, 0, 3 }; std::cout << "b = " << b << '\n';
	auto c = a + b; std::cout << "c = " << c << '\n';
	auto d = a - b; std::cout << "d = " << d << '\n';
	auto e = b.norm(); std::cout << "e = " << e << '\n';
}

Unterstützung von Listinitialisierung ist noch rudimentär. U.a. wird 8.5.4/4 nicht unterstützt, so dass die expression_sequence-Variante bei diesem Compiler in der falschen Reihenfolge abgearbeitet wird.

Ich habe hier nochmal meinen überarbeiteten Code

#include <iostream>
#include <cmath>

class Vektor{ 
private: 
    double* komponenten; 
    int anzahl; 
public: 
    Vektor(int anz=3) 
    { 
        anzahl=anz; 
        komponenten=new int[anzahl]; 
        for(int i=0;i<anzahl;++i) 
            komponenten[i]=0; 
    } 

    Vektor addiere(Vektor const& b) 
    { 
        Vektor c(anzahl); 
        for(int i=0;i<anzahl;++i) 
            c.komponenten[i]=komponenten[i]+b.komponenten[i]; 
        return c; 
    } 

    Vektor subtrahiere(Vektor const& b) 
    { 
        Vektor c(anzahl); 
        for(int i=0;i<anzahl;++i) 
            c.komponenten[i]=komponenten[i]-b.komponenten[i]; 
        return c; 
    } 

    Vektor skalarprod(Vektor const& b)
    {
        double erg=0;

        Vektor c(anzahl);
        for(int i=0;i<anzahl;++i) 
            erg += komponenten[i]*b.komponenten[i];

        return erg;
    }

    double norm() 
    { 
        double buf = skalarprod(*this); 
        double erg = sqrt(buf); 
        return erg; 
    }

    Vektor normiere(Vektor const& b)
    {
        double buf = norm(b);

        Vektor c(anzahl); 
        for(int i=0;i<anzahl;++i) 
            c.komponenten[i]=b.komponenten[i] / buf; 
        return c; 

    }

    Vektor daten_eingeben()
    {
        for (int i=0; i<n; i++) { 
            std::cout <<"Vektorkomponente eingeben: "; 
            sin >>v[i]; 
        } 

    }

    void ausgabe()
    {
        for (int i=0; i<anzahl; ++i) {
        printf("[%f\n]", komponenten[i]);
        }

    }

};

int main() { 
    std::cout << "C++ Beispiel Vektoren:" << std::endl; 

    // Zwei Vektoren deklarieren 
    Vektor v1(4), v2(4); 

    // Daten vom Benutzer einlesen 
    v1.daten_eingeben(); 
    v2.daten_eingeben(); 

    // Testen der Addition und Subtraktion 
    Vektor v3 = v1.addiere(v2); 
    Vektor v4 = v1.subtrahiere(v2); 

    // Ausgabe der Ergebnisse ueber die Funktion ausgabe 
    v3.ausgabe(); 
    v4.ausgabe(); 

    // Testen des Skalarprodukts und der Normierung 
    double skalarprodukt = v1.skalarprod(v2); 
    Vektor v5 = v4.normiere(); 

    // Ausgabe 
    std::cout << "Skalarprodukt = " << skalarprodukt << std::endl; 
    v5.ausgabe(); 

    // Testen der Ueberladenen Operatoren 
    v5 = v3 + v4; 
    v5.ausgabe(); 
    v5 = v5 - v3; 
    v5.ausgabe(); 

    return 0; 

}

Wäre nett wenn ihr mir noch ein paar Verbesserungsvorschläge geben könntet. Ich finde langsam siehts nach c++ aus

Übrigens danke für die Programme, die ihr gepostet habt, aber leider sind die noch etwas zu hoch für mich und mein Compiler (QT-Creator) mag die irgendwie nicht.

Nathan

Hattet ihr Copy-Konstruktor/Zuweisungsoperator schon?
Vermutlich nicht, da ihr keine Operatorüberladung kennt.
Weil das ist die einzige Schwachstelle im Code, der Absturz bei Copy (genaugenommen beim Zerstören).
Oh, ich sehe gerade, dass du keinen Destruktor hast. Hattet ihr den schon?
Dürft ihr dafür std::vector verwenden, dann hast du diese Probleme nicht?

volkard

cpluskowski schrieb:

Wäre nett wenn ihr mir noch ein paar Verbesserungsvorschläge geben könntet.

Es compiliert doch noch nicht.