Biblioteki tu opisane są opcjonalne. Można je zainstalować w miarę potrzeb. Tutorial przybliżający ogólne zasady instalacji: http://cpp0x.pl/artykuly/?id=48.
Statystyka (prob)
Funkcje gęstości rozkładów zmiennych losowych, generatory zmiennych losowych i testy statystyczne (cdf, pdf, cdf_inv, sample, mean, variance) oraz funkcje specjalne (kombinatoryczne, bessel, beta, digamma, zeta itp.) znajdują się w bibliotece „prob”. Jest to biblioteka zewnętrzna przygotowana przez Johna Burkardta. Dołącza się ją za pomocą:
#include <ext/prob.h>
Dostępne rozkłady:
| angle | half_normal |
| anglit | hypergeometric |
| arcsin | i4 |
| benford | i4row |
| bernoulli | i4vec |
| beta_binomial | inverse |
| beta | laplace |
| binomial | Levy |
| birthday | log_normal |
| bradford | log_series |
| buffon_laplace | log_uniform |
| buffon | logistic |
| burr | lorentz |
| cardioid | maxwell |
| cauchy | multinomial |
| chi | multivariate_normal |
| chi_square | nakagami |
| chi_square_noncentral | negative_binomial |
| circular_normal_01 | normal_01 |
| circular_normal | normal |
| cosine | pareto |
| coupon | pearson |
| deranged | planck |
| dipole | point_distance |
| dirichlet | poisson |
| dirichlet_mix | power |
| dirichlet_multinomial | quasigeometric |
| discrete | r4 |
| empirical_discrete | r8 |
| english_sentence_length | r8row |
| english_word_length | r8vec |
| erlang | rayleigh |
| exponential_01 | reciprocal |
| exponential | runs |
| extreme_values | sech |
| f | semicircular |
| f_noncentral | student |
| fischer | student_noncentral |
| fisk | triangle |
| folded_normal | triangular |
| frechet | uniform_01 |
| gamma | uniform |
| gamma_inc | uniform_discrete |
| genlogistic | von_mises |
| geometric | weibull |
| gompertz | weibull_discrete |
| gumbel | Zipf |
Pliki z parametrami (INIReader)
Parametry programu można definiować w pliku i wczytywać w wygodny sposób za pomocą biblioteki „INIReader”. Można zdefiniować stałe liczbowe lub tekstowe oraz organizować je w sekcje. Bibliotekę dołącza się za pomocą:
#include <ext/INIReader.h>
Przykład
Plik test.ini:
; Test config file for ini_example.c and INIReaderTest.cpp
[protocol] ; Protocol configuration
version=6 ; IPv6
[user]
name = Bob Smith ; Spaces around '=’ are stripped
email = bob@smith.com ; And comments (like this) ignored
active = true ; Test a boolean
pi = 3.14159 ; Test a floating point number
Plik zawiera dwie przykładowe sekcje: protocol i user. W pierwszej jest jeden parametr, w drugiej cztery. Komentarze poprzedza średnik (można również używać //).
Program:
INIReader reader("test.ini");
if (reader.ParseError() < 0)
{
cout << "Can't load 'test.ini'" << endl;
return 1;
}
cout << "Config loaded from 'test.ini': version=" << reader.GetInteger("protocol", "version", -1)
<< ", name=" << reader.Get("user", "name", "UNKNOWN")
<< ", email=" << reader.Get("user", "email", "UNKNOWN")
<< ", pi=" << reader.GetReal("user", "pi", -1)
<< ", active=" << reader.GetBoolean("user", "active", true) << endl;
Program wczytuje dane z pliku „test.ini” i pobiera parametry ze wskazanych sekcji i o podanych nazwach. Trzeci argument funkcji wczytujących odpowiada za wartość domyślną, przyjmowaną w przypadku, gdy w pliku zabraknie definicji danego parametru. Funkcje wczytujące parametry w zależności od wersji interpretują parametry jako odpowiedni typ danych:
| Funkcja wczytująca | Rodzaj zmiennej |
| Get | Napis |
| GetInteger | Liczba całkowita |
| GetReal | Liczba rzeczywista |
| GetBoolean | Wartość logiczna |
Obliczenia wieloprocesorowe (omp)
W C++ w prosty sposób możliwe jest tworzenie programów wieloprocesorowych. Umożliwia to biblioteka OpenMP (http://openmp.org/wp/). Najbardziej czasochłonne fragmenty kodu (jakimi są zwykle pętle), można przyśpieszyć bardzo prosto. Dołącza się ją za pomocą:
#include <omp.h>
Pętla wykonywana na 1 rdzeniu procesora:
for (int n=1; n<=1000; n++)
{
// jakiś kod korzystający ze zmiennych z1, z2, z3
}
Ta sama pętla wykonywana na 10 rdzeniach procesora:
# pragma omp parallel for private(z1,z2,z3) num_threads(10) schedule(static)
for (int n=1; n<=1000; n++)
{
// jakiś kod korzystający ze zmiennych z1, z2, z3
}
Zmienne używane wewnątrz pętli zostały oznaczona jako prywatne, tzn. każdy z rdzeni będzie posługiwał się własnym zestawem tych zmiennych. Wątki nie mogą korzystać z tych zmiennych równocześnie, bo spowodowałoby to konflikt wartości i błędy w obliczeniach. Rezerwowanie zmiennych odbywa się za pomocą instrukcji 'private’. Jeśli zmienna ma wchodząc do pętli mieć konkretną wartość, należy użyć 'firstprivate’. Instrukcja 'schedule’ określa sposób w jaki zostanie podzielone zadanie wykonania pętli między rdzenie procesora. Jeśli każde pojedyncze wykonanie zajmuje mniej więcej tyle samo czasu, to należy stosować „sztywny podział” zadań (static). W przykładzie wykonanie pętli zostanie podzielone na 10 części, po 100 przebiegów zmiennej 'n’. Pierwszy rdzeń wykona pętlę dla 'n’ od 1 do 100, drugi dla 'n’ od 101 do 200 itd.
Natomiast jeśli pojedyncze wykonanie zajmuje raz więcej, a raz mniej czasu, to wtedy efektywniej jest zastosować „dynamiczny podział” zadań (dynamic).
Przydatna jest też komenda ‘reduction’, która pozwala łączyć wyniki obliczeń wykonywanych przez niezależne procesy. Na przykład:
int suma=0;
# pragma omp parallel for reduction(+: suma) num_threads(10) schedule(static)
for (int n=1; n<=1000; n++)
{
suma+=n;
}
Powyższy kod wykona sumowanie w 10 niezależnych wątkach. Na koniec wyniki „cząstkowe” otrzymane dla zmiennej ‘suma’ zostaną scalone (w tym przypadku zsumowane).
Uwaga! Konieczne jest skonfigurowanie środowiska. W Settings/Compiler and debugger/Compliter settings/Other options wpisuje się –fopenmp. A w Settings/Compiler and debugger/Compliter settings/Linker settings/Link libraries wpisuje się gomp.
Excel
Do odczytu/zapisu danych z Excela służy biblioteka Excel Format (http://www.codeproject.com/Articles/42504/ExcelFormat-Library).
Pliki pakietu należy zainstalować na dysku. Dołączenie biblioteki do programu:
#include <ExcelFormat.h> using namespace ExcelFormat;
Przykłady użycia:
// stworzenie zakładki 1 i pobranie wskaźnika do niej
xls.New(1);
BasicExcelWorksheet* sheet = xls.GetWorksheet(0);
// dostęp do komórki w wierszu 10 i kolumnie 5
BasicExcelCell* cell = sheet->Cell(10, 5);
// wpisanie wartości do komórki
sheet->Cell(10,5)->Set("text");
// zapis pliku xls
xls.SaveAs("example1.xls");
MathGL
Do rysowania wykresów można użyć biblioteki MathGL, która oferuje 55 głównych typów wykresów, w tym specjalne przeznaczone dla zastosowań statystycznych (http://mathgl.sourceforge.net/doc_en/Main.html).
Pliki źrodłowe pakietu należy zainstalować na dysku. Wymagane są również pliki biblioteki Libpng. Dołączenie biblioteki do programu:
#include <mgl2/mgl.h>
Przykład rysowania wykresu trójwymiarowego:
mglData dat(30,40); // dane do narysowania
for (int i=0;i<30;i++) for(int j=0;j<40;j++)
dat.a[i+30*j] = 1/(1+(i-15)*(i-15)/225.+(j-20)*(j-20)/400.);
mglGraph gr; // obiekt do rysowania wykresów
gr.Rotate(50,60); // obrócenie osi
gr.Light(true); // włączenie oświetlenie
gr.Surf(dat); // rysowanie powierzchni
gr.Cont(dat,"y"); // rysowanie żółtej linii konturu
gr.Axis(); // kreślenie osi
gr.WriteFrame("sample.png"); // zapis do pliku
Python
Można uruchamiać programy napisane w Pythonie. Przykład:
#include <Python.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
Py_SetProgramName(argv[0]); /* optional but recommended */
Py_Initialize();
PyRun_SimpleString("from time import time,ctime\n"
"print 'Today is',ctime(time())\n");
Py_Finalize();
return 0;
}
Aby uruchomić komendę języku Python, stosuje się instrukcję PyRun_SimpleString(). Aby uruchomić program z pliku, stosuje się PyRun_SimpleFile(), jako argument podając nazwę pliku z kodem w Pythonie.
Powyżej zaprezentowano najprostszy sposób korzystania z kodów w Pythonie. Możliwa jest integracja C++ i Pythona na niższym poziomie (http://docs.python.org/2/extending/embedding.html).