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提供 MultiArray 多维数组的数学工具函数。 More...

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#include <numeric>
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Namespaces
namespace	console
	本库所有组件所在的顶层命名空间。

Macros
#define	_USE_MATH_DEFINES
#define	M_PI   3.14159265358979323846

Functions
template<class T, size_t... Dims>
double	console::mean (const MultiArray< T, Dims... > &arr)
	计算 MultiArray 中所有元素的算术平均值。
template<class T, size_t... Dims>
double	console::variance (const MultiArray< T, Dims... > &arr, bool sample=true)
	计算方差。
template<class T, size_t... Dims>
double	console::stddev (const MultiArray< T, Dims... > &arr, bool sample=true)
	计算标准差。
template<class T, size_t N>
T	console::dot (const MultiArray< T, N > &a, const MultiArray< T, N > &b)
	计算两个一维向量的点积。
template<class T, size_t N>
double	console::norm (const MultiArray< T, N > &a)
	计算向量的欧几里得范数（L2 范数）。
template<class T, size_t N>
double	console::cosine (const MultiArray< T, N > &a, const MultiArray< T, N > &b)
	计算两个向量的余弦相似度。
template<class T, size_t N>
MultiArray< T, N >	console::normalize (const MultiArray< T, N > &a)
	将向量归一化为单位向量。
template<class T, size_t N>
double	console::euclidean (const MultiArray< T, N > &a, const MultiArray< T, N > &b)
	计算两个向量的欧几里得距离。
template<class T, size_t N>
double	console::manhattan (const MultiArray< T, N > &a, const MultiArray< T, N > &b)
	计算两个向量的曼哈顿距离（L1 距离）。
template<class T, size_t M, size_t N, size_t K>
MultiArray< T, M, K >	console::matmul (const MultiArray< T, M, N > &A, const MultiArray< T, N, K > &B)
	矩阵乘法（二维）。
template<class T, size_t M, size_t N>
MultiArray< T, N, M >	console::transpose (const MultiArray< T, M, N > &A)
	矩阵转置。
template<class T, size_t N>
MultiArray< T, N, N >	console::identity ()
	生成 N×N 的单位矩阵。
template<class T, size_t N>
T	console::trace (const MultiArray< T, N, N > &A)
	计算方阵的迹（对角线元素之和）。
template<class T>
MultiArray< T, 3 >	console::cross (const MultiArray< T, 3 > &a, const MultiArray< T, 3 > &b)
	三维向量的叉积。
template<class T, size_t... Dims>
MultiArray< T, Dims... >	console::clamp (const MultiArray< T, Dims... > &arr, T low, T high)
	将数组每个元素限制在 [low, high] 范围内。
template<class T, size_t... Dims>
MultiArray< T, Dims... >	console::abs (const MultiArray< T, Dims... > &arr)
	计算数组中每个元素的绝对值。
template<class T, size_t... Dims>
void	console::randomize (MultiArray< T, Dims... > &arr, T min=0, T max=100)
	用均匀分布随机数填充数组。
template<class T, size_t... Dims>
void	console::randomize_normal (MultiArray< T, Dims... > &arr, T mean=0, T stddev=1)
	用正态分布随机数填充数组。
template<class T, size_t... Dims>
void	console::linspace (MultiArray< T, Dims... > &arr, T start, T end)
	用线性等间距值填充数组。
template<class T, size_t... Dims>
T	console::product (const MultiArray< T, Dims... > &arr)
	计算所有元素的乘积。
template<class T, size_t... Dims>
T	console::kth_smallest (MultiArray< T, Dims... > arr, size_t k)
	查找第 k 小的元素（会修改数组顺序）。
template<class T, size_t N, size_t K>
MultiArray< T, N+K - 1 >	console::convolve1d (const MultiArray< T, N > &signal, const MultiArray< T, K > &kernel)
	一维卷积。
template<class T, size_t... Dims>
MultiArray< T, Dims... >	console::sin (const MultiArray< T, Dims... > &arr)
	对数组每个元素应用 std::sin。
template<class T, size_t... Dims>
MultiArray< T, Dims... >	console::cos (const MultiArray< T, Dims... > &arr)
	对数组每个元素应用 std::cos。
template<class T, size_t... Dims>
MultiArray< T, Dims... >	console::tan (const MultiArray< T, Dims... > &arr)
	对数组每个元素应用 std::tan。
template<class T, size_t... Dims>
MultiArray< T, Dims... >	console::asin (const MultiArray< T, Dims... > &arr)
	对数组每个元素应用 std::asin。
template<class T, size_t... Dims>
MultiArray< T, Dims... >	console::acos (const MultiArray< T, Dims... > &arr)
	对数组每个元素应用 std::acos。
template<class T, size_t... Dims>
MultiArray< T, Dims... >	console::atan (const MultiArray< T, Dims... > &arr)
	对数组每个元素应用 std::atan。
template<class T, size_t... Dims>
MultiArray< T, Dims... >	console::sinh (const MultiArray< T, Dims... > &arr)
	对数组每个元素应用 std::sinh。
template<class T, size_t... Dims>
MultiArray< T, Dims... >	console::cosh (const MultiArray< T, Dims... > &arr)
	对数组每个元素应用 std::cosh。
template<class T, size_t... Dims>
MultiArray< T, Dims... >	console::tanh (const MultiArray< T, Dims... > &arr)
	对数组每个元素应用 std::tanh。
template<class T, size_t... Dims>
MultiArray< T, Dims... >	console::exp (const MultiArray< T, Dims... > &arr)
	对数组每个元素应用 std::exp。
template<class T, size_t... Dims>
MultiArray< T, Dims... >	console::log (const MultiArray< T, Dims... > &arr)
	对数组每个元素应用 std::log（自然对数）。
template<class T, size_t... Dims>
MultiArray< T, Dims... >	console::log10 (const MultiArray< T, Dims... > &arr)
	对数组每个元素应用 std::log10（常用对数）。
template<class T, size_t... Dims>
MultiArray< T, Dims... >	console::pow (const MultiArray< T, Dims... > &arr, T exponent)
	对数组每个元素取幂（常数指数）。
template<class T, size_t... Dims>
MultiArray< T, Dims... >	console::pow (const MultiArray< T, Dims... > &base, const MultiArray< T, Dims... > &exp)
	对数组每个元素取幂（指数也是数组，逐元素计算）。
template<class T, size_t... Dims>
MultiArray< T, Dims... >	console::floor (const MultiArray< T, Dims... > &arr)
	对数组每个元素向下取整。
template<class T, size_t... Dims>
MultiArray< T, Dims... >	console::ceil (const MultiArray< T, Dims... > &arr)
	对数组每个元素向上取整。
template<class T, size_t... Dims>
MultiArray< T, Dims... >	console::round (const MultiArray< T, Dims... > &arr)
	对数组每个元素四舍五入。
template<class T, size_t... Dims>
void	console::print_stats (std::ostream &os, const MultiArray< T, Dims... > &arr, const char *name="")
	打印数组的基本统计信息（和、均值、最小值、最大值、标准差）。

Detailed Description

提供 MultiArray 多维数组的数学工具函数。

包含统计（均值、方差、标准差）、线性代数（点积、范数、余弦、矩阵乘法、转置、迹、叉积）、 元素级运算（clamp、abs、三角函数、指数对数、幂、取整）、随机初始化、卷积等。

Author

MrXie1109

Date

2026

Copyright

MIT License

Macro Definition Documentation

_USE_MATH_DEFINES

#define _USE_MATH_DEFINES

M_PI

#define M_PI   3.14159265358979323846