在 C++ 中，如何使用向量视图和 gsl_stats_mean 计算整数向量的平均值？

Question

我的程序操作整数的STL向量，但是，有时，我需要计算它们的一些统计数据。因此我使用GSL 函数。为了避免将 STL 向量复制到 GSL 向量中，我创建了一个 GSL 向量视图，并将其提供给 GSL 函数，如这段代码所示：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <gsl/gsl_vector.h>
#include <gsl/gsl_statistics.h>
using namespace std;

int main( int argc, char* argv[] )
{
  vector<int> stl_v;
  for( int i=0; i<5; ++i )
    stl_v.push_back( i );

  gsl_vector_int_const_view gsl_v = gsl_vector_int_const_view_array( &stl_v[0], stl_v.size() );

  for( int i=0; i<stl_v.size(); ++i )
    cout << "gsl_v_" << i << "=" << gsl_vector_int_get( &gsl_v.vector, i ) << endl;

  cout << "mean=" << gsl_stats_mean( (double*) gsl_v.vector.data, 1, stl_v.size() ) << endl;
}

一旦编译 (gcc -lstdc++ -lgsl -lgslcblas test.cpp），此代码输出：

gsl_v_0=0
gsl_v_1=1
gsl_v_2=2
gsl_v_3=3
gsl_v_4=4
mean=5.73266e-310

矢量视图已正确创建，但我不明白为什么平均值是错误的（它应该等于 10/5=2）。有什么想法吗？提前致谢。

Answer 1

转换为 double* 非常可疑。

每当您想使用演员表时，请三思而后行。然后寻找一种无需强制转换的方法（如果转换是隐式的，则可以通过引入临时变量）。然后在施法之前再三考虑。

由于内存区域实际上并不包含 double 值，因此代码只是将其中的位模式解释为表示双精度数，这会产生可预见的不良影响。将 int* 转换为 double* 与转换数组的每个元素非常不同。

Answer 2

使用整数统计函数：

cout << "mean=" << gsl_stats_int_mean( gsl_v.vector.data, 1, stl_v.size() ) << endl;

请注意 gsl_stats_int_mean 而不是 gsl_stats_mean。

Answer 3

除非你做的统计数据比平均值复杂得多，否则我会忽略 gsl 并只使用标准算法：

double mean = std::accumulate(stl_v.begin(), stl_v.end(), 0.0) / stl_v.size();

当/如果使用统计库是合理的，你的第一选择可能应该是寻找其他更好的东西设计（例如，升压累加器）。

如果您出于某种原因决定确实需要使用 gsl，那么看起来您必须将 int 数组复制到 double 数组首先，然后对结果使用 gsl。这显然效率很低，尤其是当您处理大量数据时——因此之前的建议是使用其他东西来代替。

Answer 4

虽然我不熟悉 GSL，但表达式 (double*) gsl_v.vector.data 看起来非常可疑。您确定reinterpret_cast该指针来获取double数据是正确的吗？

Answer 5

转换为 double* 会弄乱您的数据。它并不是将数据转换为 double ，而只是将 int 二进制数据用作 double 。

Answer 6

根据 http://www .gnu.org/software/gsl/manual/html_node/Mean-and-standard-deviation-and-variance.html gsl_stats_mean 函数采用一个 double 数组.您正在获取 int 的向量并告诉它使用原始字节作为double，这是无法正常工作的。

您需要设置一个临时的 double 向量来传入：

// Assumes that there's at least one item in stl_v.
std::vector<double> tempForStats(stl_v.begin(), stl_v.end());
gsl_stats_mean(&tempForStats[0], 1, tempForStats.size());

编辑：您还可以使用标准库算法自己执行 int 表示：

// Assumes that there's at least one item in stl_v.
double total = std::accumulate(stl_v.begin(), stl_v.end(), 0);
double mean = total / stl_v.size();