Медиана в C Математическая библиотека?

Question

Есть ли в библиотеке C математическая функция для вычисления MEDIAN из чисел 'n'?

Answer 1

Обычный метод: (не рекомендуется, если вы работаете над обработкой изображения)

/* median through qsort example */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define ELEMENTS 6

int values[] = { 40, 10, 100, 90, 20, 25 };

int compare (const void * a, const void * b)
{
  return ( *(int*)a - *(int*)b );
}

int main ()
{
  int n;
  qsort (values, ELEMENTS, sizeof(int), compare);
  for (n=0; n<ELEMENTS; n++)
  {   printf ("%d ",values[n]); }
  printf ("median=%d ",values[ELEMENTS/2]);
  return 0;
}

Однако есть две функции для вычисления медианы самым быстрым способом без сортировки массива кандидатов. Ниже приведены как минимум на 600% быстрее, чем обычные способы расчета медианы. К сожалению, они не являются частью стандартной библиотеки C или C ++ STL.

Более быстрые методы:

//===================== Method 1: =============================================
//Algorithm from N. Wirth’s book Algorithms + data structures = programs of 1976    

typedef int_fast16_t elem_type ;

#ifndef ELEM_SWAP(a,b)
#define ELEM_SWAP(a,b) { register elem_type t=(a);(a)=(b);(b)=t; }

elem_type kth_smallest(elem_type a[], uint16_t n, uint16_t k)
{
    uint64_t i,j,l,m ;
    elem_type x ;
    l=0 ; m=n-1 ;
    while (l<m) {
    x=a[k] ;
    i=l ;
    j=m ;
    do {
    while (a[i]<x) i++ ;
    while (x<a[j]) j-- ;
    if (i<=j) {
    ELEM_SWAP(a[i],a[j]) ;
    i++ ; j-- ;
    }
    } while (i<=j) ;
    if (j<k) l=i ;
    if (k<i) m=j ;
    }
    return a[k] ;
}

    #define wirth_median(a,n) kth_smallest(a,n,(((n)&1)?((n)/2):(((n)/2)-1)))

//===================== Method 2: =============================================
//This is the faster median determination method.
//Algorithm from Numerical recipes in C of 1992

elem_type quick_select_median(elem_type arr[], uint16_t n)
{
    uint16_t low, high ;
    uint16_t median;
    uint16_t middle, ll, hh;
    low = 0 ; high = n-1 ; median = (low + high) / 2;
    for (;;) {
    if (high <= low) /* One element only */
    return arr[median] ;
    if (high == low + 1) { /* Two elements only */
    if (arr[low] > arr[high])
    ELEM_SWAP(arr[low], arr[high]) ;
    return arr[median] ;
    }
    /* Find median of low, middle and high items; swap into position low */
    middle = (low + high) / 2;
    if (arr[middle] > arr[high])
    ELEM_SWAP(arr[middle], arr[high]) ;
    if (arr[low] > arr[high])
    ELEM_SWAP(arr[low], arr[high]) ;
    if (arr[middle] > arr[low])
    ELEM_SWAP(arr[middle], arr[low]) ;
    /* Swap low item (now in position middle) into position (low+1) */
    ELEM_SWAP(arr[middle], arr[low+1]) ;
    /* Nibble from each end towards middle, swapping items when stuck */
    ll = low + 1;
    hh = high;
    for (;;) {
    do ll++; while (arr[low] > arr[ll]) ;
    do hh--; while (arr[hh] > arr[low]) ;
    if (hh < ll)
    break;
    ELEM_SWAP(arr[ll], arr[hh]) ;
    }
    /* Swap middle item (in position low) back into correct position */
    ELEM_SWAP(arr[low], arr[hh]) ;
    /* Re-set active partition */
    if (hh <= median)
    low = ll;
    if (hh >= median)
    high = hh - 1;
    }
    return arr[median] ;
}
#endif

В C ++ я делаю эти шаблонные функции , и если числа увеличиваются или уменьшаются (в одном направлении) для таких функций, используйте int8_fast_t; int16_fast_t; int32_fast_t; int64_fast_t; uint8_fast_t; uint16_fast_t; типы вместо обычных [stdint.h] типов (например, uint16_t; uint32_t и т.д.)

Answer 2

Вот, пожалуйста, .

Answer 3

Нет, такой функции нет в стандартной библиотеке C.

Тем не менее, вы можете реализовать один (или, конечно, найти код в Интернете). Эффективный алгоритм O (n) для нахождения медианы называется «алгоритмом выбора» и связан с быстрой сортировкой. Читайте все об этом здесь .

Answer 4

Чтобы вычислить медиану с использованием стандартной библиотеки C, используйте стандартную библиотечную функцию qsort(), а затем возьмите средний элемент. Если массив равен a и содержит n элементов, то:

qsort(a, n, sizeof(a[0]), compare);
return a[n/2];

Вы должны написать свою собственную функцию compare, которая будет зависеть от типа элемента массива. Для получения дополнительной информации обратитесь к странице справочника по номеру qsort или найдите ее в индексе Кернигана и Ричи.

Answer 5

А как насчет std::nth_element? Если я правильно понимаю природу медианы, это даст вам один за нечетное количество элементов.

Answer 6

Нет, в стандартной библиотеке C нет медианной функции.

Answer 7

, чтобы получить медиану, вы можете отсортировать массив чисел и взять:

1) в случае, если количество предметов нечетное - число посередине

2) в случае, когда количество предметов чётное - среднее из двух чисел в середине