C++实现vector的四则运算_qvector对每一个元素进行乘法运算资源-CSDN文库

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C++实现实现 vector 的四则运算的四则运算

这里假设 vector 的运算定义为对操作数 vector 中相同位置的元素进行运算，最后得到一个新的 vector。具体来说就是，假如

vector<int> d1{1, 2, 3}, d2{4, 5, 6};则， v1 + v2 等于 {5, 7, 9}。实现这样的运算看起来并不是很难，一个非常直观的做法如下

所示：

vector<int> operator+(const vector<int>& v1, const vector<int>& v2) {

// 假设 v1.size() == v2.size()

vector<int> r;

r.reserve(v1.size());

for (auto i = 0; i < v1.size(); ++i) {

r.push_back(v1[i] + v2[i]);

}

return r;

}

// 同理，需要重载其它运算符

我们针对 vector 重载了每种运算符，这样一来，vector 的运算就与一般简单类型无异，实现也很直白明了，但显然这个直白

的做法有一个严重的问题：效率不高。效率不高的原因在于整个运算过程中，每一步的运算都产生了中间结果，而中间结果是

个 vector，因此每次都要分配内存，如果参与运算的 vector 比较大，然后运算又比较长的话，效率会比较低，有没有更好的

做法呢？

既然每次运算产生中间结果会导致效率问题，那能不能优化掉中间结果？回过头来看，这种 vector 的加减乘除与普通四则运

算并无太大差异，在编译原理中，对这类表达式进行求值通常可以通过先把表达式转为一棵树，然后通过遍历这棵树来得到最

后的结果，结果的计算是一次性完成的，并不需要保存中间状态，比如对于表达式：v1 + v2 * v3，我们通常可以先将其转化

为如下样子的树：

因此求值就变成一次简单的中序遍历，那么我们的 vector 运算是否也可以这样做呢？

表达式模板表达式模板

要把中间结果去掉，关键是要推迟对表达式的求值，但 c++ 不支持 lazy evaluation，因此需要想办法把表达式的这些中间步

骤以及状态，用一个轻量的对象保存起来，具体来说，就是需要能够将表达式的中间步骤的操作数以及操作类型封装起来，以

便在需要时能动态的执行这些运算得到结果，为此需要定义类似如下这样一个类：

enum OpType {

OT_ADD,

OT_SUB,

OT_MUL,

OT_DIV,

};

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