.cpp と　.h 間で、.cpp 内の関数で、変数を共有する方法を教えてください。

前提・実現したいこと

C＋＋で、visual studio code を使って書いております。
ベクトルの５つの数字をランダムで挿入し、（０から１の間）
それぞれの中央値、最小値、最大値を計算して、
最小値と最大値を使って、ヒストグラムをつくるというプログラムを書いています。

RandomVector(int size, double max_val = 1) (constructor): ベクトルの初期化、double で、０から１の間で　size 個分の要素を、入れる。
double mean() returns 上のベクトルの中央値の計算
double max() returns 上のベクトルの最大値の計算
double min() returns 上のベクトルの最小値の計算
void print() prints ベクトルを表示する
void printHistogram(int bins)　ヒストグラムを、最小値、最大値の間を、binsで分けて計算をする。

例えば、size 20, bins 5 のときは、

$ ./random_vector
0.458724 0.779985 0.212415 0.0667949 0.622538 0.999018 0.489585 0.460587 0.0795612 0.185496 0.629162 0.328032 0.242169 0.139671 0.453804 0.083038 0.619352 0.454482 0.477426 0.0904966
Mean: 0.393617
Min: 0.0667949
Max: 0.999018
Histogram:
***     ***
***     ***
***     ***
***     ***
***     ***
***     ***
***     *** ***
*** *** *** *** ***

のような表示になるものがつくりたいです。
現在、私のソースコードは、

該当のソースコード

main.cpp

#include <cstdlib> // required for srand
#include <iostream>
#include "random_vector.h"

int main(){ 
  // initialize rand with constant seed for reproducibility
  std::srand(314159);

  //RandomVector rv(20);
  RandomVector rv(4);

  rv.print();
  std::cout << "Mean: " << rv.mean() << std::endl;
  std::cout << "Min: " << rv.min() << std::endl;
  std::cout << "Max: " << rv.max() << std::endl;

  std::cout << "Histogram:" << std::endl;
  rv.printHistogram(5);
  std::cout << std::endl;
}

random_vector.cpp

cpp
1#include "random_vector.h"
2#include <cstdlib> 
3#include <vector>
4
5
6
7RandomVector::RandomVector(int size, double max_val) { 
8  
9  int double_size = size;
10  std::cout << "Vector size: " << vec.size() << std::endl;
11  std::srand(314159);
12  for (auto i = 1; i <= double_size; ++i)
13    vec.push_back(((double)rand() / RAND_MAX)*max_val);
14  std::cout << "Vector size 2: " << vec.size() << std::endl;
15
16  
17}
18
19void RandomVector::print(){
20  
21  std::cout << "Vector elements: ";
22  for (auto &elem: vec){
23    std::cout << elem << " ";
24  }
25  std::cout << std::endl;
26}
27
28double RandomVector::mean(){
29  
30  double total;
31  for (auto &elem: vec){
32    total += elem;
33  }
34  std::cout << total << " ";
35  return total/vec.size();
36}
37
38double RandomVector::max(){
39  
40  double max_num=0;
41  for (auto &elem: vec){
42    if ( max_num < elem){
43      max_num = elem;
44    }
45  }
46  return max_num;
47}
48
49double RandomVector::min(){
50  
51  double min_num=1;
52  for (auto &elem: vec){
53    if ( min_num > elem){
54      min_num = elem;
55    }
56  }
57  return min_num;
58}
59
60void RandomVector::printHistogram(int bins){
61  
62    //double separation = 1 / bins;
63  
64  double max_num_hist=0;
65  for (auto &elem: vec){
66    if ( max_num_hist < elem){
67      max_num_hist = elem;
68    }
69  }
70  
71
72  double min_num_hist=1;
73  for (auto &elem: vec){
74    if ( min_num_hist > elem){
75      min_num_hist = elem;
76    }
77  }
78
79  //std::cout << "max" << max_num_hist << " ";
80  //std::cout << "min" << min_num_hist << " ";
81  
82  double separation =  (max_num_hist - min_num_hist) / bins; 
83  //std::cout << "min" << separation  << " ";
84  
85  std::vector<int> vect_his;
86  for (auto i = 1; i <= bins; ++i){
87    vect_his.push_back(0);
88  }
89
90  for (auto &elem: vec){
91
92    for (auto i = 0; i < bins; ++i){
93      if (i==0){
94        if ( min_num_hist+separation*(i+1) >= elem){
95          vect_his.at(i) += 1;
96        }
97      }
98
99      else if ( min_num_hist+separation*(i+1) >= elem && min_num_hist+separation*(i) < elem )
100      {
101        vect_his.at(i) += 1;
102      }
103    }
104
105  }
106
107  double max_num_freq=0;
108  for (auto &elem: vect_his){
109    if ( max_num_freq < elem){
110      max_num_freq = elem;
111    }
112  }
113  std::cout << std::endl;
114  for (auto i = max_num_freq; i > 0; --i){
115    for (auto j = 0; j < bins; ++j){
116      if (i <= vect_his.at(j) ){
117        std::cout << "*** ";
118      }
119      else{
120        std::cout << "    ";
121      }
122    }
123    std::cout << std::endl;
124  }
125
126
127std::cout << "elements: ";
128  for (auto &elem: vect_his){
129    std::cout << elem << " ";
130    //std::cout << vect_his.at(2) << " ";
131  }
132  std::cout << std::endl;
133
134
135  
136}

random_vector.h
1#include <iostream>
2#include <vector>
3
4class RandomVector{
5  std::vector<double> vec;
6  
7  public:
8    RandomVector(int size, double max_val = 1);
9    void print();
10    double mean();
11    double max();
12    double min();
13    void printHistogram(int bins);
14};

と３つあり、random_vector.cpp 内の、


void RandomVector::printHistogram(int bins){
  
    //double separation = 1 / bins;
  
  double max_num_hist=0;
  for (auto &elem: vec){
    if ( max_num_hist < elem){
      max_num_hist = elem;
    }
  }
  

  double min_num_hist=1;
  for (auto &elem: vec){
    if ( min_num_hist > elem){
      min_num_hist = elem;
    }
  }

  //std::cout << "max" << max_num_hist << " ";
  //std::cout << "min" << min_num_hist << " ";
  
  double separation =  (max_num_hist - min_num_hist) / bins; 
  //std::cout << "min" << separation  << " ";
  
  std::vector<int> vect_his;
  for (auto i = 1; i <= bins; ++i){
    vect_his.push_back(0);
  }

  for (auto &elem: vec){

    for (auto i = 0; i < bins; ++i){
      if (i==0){
        if ( min_num_hist+separation*(i+1) >= elem){
          vect_his.at(i) += 1;
        }
      }

      else if ( min_num_hist+separation*(i+1) >= elem && min_num_hist+separation*(i) < elem )
      {
        vect_his.at(i) += 1;
      }
    }

  }

  double max_num_freq=0;
  for (auto &elem: vect_his){
    if ( max_num_freq < elem){
      max_num_freq = elem;
    }
  }
  std::cout << std::endl;
  for (auto i = max_num_freq; i > 0; --i){
    for (auto j = 0; j < bins; ++j){
      if (i <= vect_his.at(j) ){
        std::cout << "*** ";
      }
      else{
        std::cout << "    ";
      }
    }
    std::cout << std::endl;
  }


std::cout << "elements: ";
  for (auto &elem: vect_his){
    std::cout << elem << " ";
    //std::cout << vect_his.at(2) << " ";
  }
  std::cout << std::endl;

  
}

の中で、他の関数の値、min_num, max_num (最小値と最大値) の値を使いたいとき、どのように宣言すればよいでしょうか。。
私の結果のアウトプットは、printHistgram の中で、もう一度最小値と最大値を計算しているため、大変非効率だと感じております。
また、引数は変えられないという条件があり、printHistgram内で、min(),max() を呼び出したいです。

何か、計算が繰り返しにならない、いい方法はないでしょうか。。
よろしくお願いいたします。

試したこと

ここに問題に対して試したことを記載してください。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

Ubuntu１８．０４
visual studio code

行動規範の内容に同意します

回答1件

コンストラクタでvectorの中身が決まってしまうのであれば、その時点でminやmaxも計算してメンバ変数に格納しておけばいいのではないでしょうか？

投稿2021/01/24 10:47

maisumakun

総合スコア145184

maisumakun

2021/01/24 10:48

> printHistgram内で、min(),max() を呼び出したいです。 min(),max()は「最初に計算した値をそのまま返す」だけのメンバ関数にしておけば、同じ呼び出し方で問題ありません。

tamago_yaki

2021/01/24 11:38

お早い回答、本当にありがとうございます。メンバ関数というと、私の認識では　main.cpp 内の rv.min(), rv.max() となると思っていたのですが、これと同じもの　vec.min() と、random_vector.cpp になるのでしょうか。。本当に申し訳ありませんが、うまく結果が得られなかったので、もう少しヒントをいただけないでしょうか＞＜

maisumakun

2021/01/24 11:46

> メンバ関数というとポイントはメンバ関数ではなく、メンバ「変数」です。

行動規範の内容に同意します