如何用C++标准库或Boost库计算浮点数组的区间直方图？

嘿，这个需求我刚好熟！咱们分两部分来看——标准库的手动实现方案，还有Boost库的现成工具：

一、C++标准库：手动实现区间计数 #

C++标准库没有直接提供“直方图统计”的函数，但可以用<algorithm>里的工具快速实现，核心思路是先排序数组，再用二分查找定位区间边界，或者直接用count_if遍历统计。

针对你的示例数组，我们可以这么写：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main() {
    float data[] = {1.1,1.1,1.1, 2.1,2.1,2.1, 3.1,3.1,3.1, 4.1,4.1,4.1, 5.1,5.1,5.1, 1.5,1.5,1.5, 3.2,3.2,3.2};
    std::vector<float> vec(data, data + sizeof(data)/sizeof(float));
    std::sort(vec.begin(), vec.end()); // 二分查找需要有序数组

    // 定义要统计的区间：{0,1}, {1,2}, {2,3}, {3,4}, {4,5}
    std::vector<std::pair<float, float>> intervals = {{0,1}, {1,2}, {2,3}, {3,4}, {4,5}};

    for (auto& interval : intervals) {
        // 找第一个 >= 区间左边界的元素
        auto left = std::lower_bound(vec.begin(), vec.end(), interval.first);
        // 找第一个 >= 区间右边界的元素
        auto right = std::lower_bound(vec.begin(), vec.end(), interval.second);
        int count = std::distance(left, right);
        std::cout << interval.first << "-" << interval.second << " -> " << count << "次\n";
    }

    return 0;
}

运行这段代码，输出结果就和你期望的完全一致：

0-1 -> 0次
1-2 -> 6次
2-3 -> 3次
3-4 -> 6次
4-5 -> 3次

如果不想排序，也可以用std::count_if直接遍历判断元素是否在区间内，不过对于大数据量来说，排序+二分查找的效率会更高。

二、Boost库：用boost::histogram直接生成直方图 #

如果你不想自己造轮子，Boost的histogram库专门解决这类统计问题，用法非常直观，而且支持更复杂的直方图需求（比如多维、加权统计等）。

首先确保你已经安装了Boost库，然后可以这么写代码：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <boost/histogram.hpp>

int main() {
    float data[] = {1.1,1.1,1.1, 2.1,2.1,2.1, 3.1,3.1,3.1, 4.1,4.1,4.1, 5.1,5.1,5.1, 1.5,1.5,1.5, 3.2,3.2,3.2};
    std::vector<float> vec(data, data + sizeof(data)/sizeof(float));

    // 创建直方图，设置区间轴：从0到5，每1个单位为一个区间
    auto h = boost::histogram::make_histogram(
        boost::histogram::axis::regular<>(5, 0.0, 5.0, "value")
    );

    // 填充数据
    h.fill(vec);

    // 遍历每个区间，输出计数
    auto axis = h.axis();
    for (int i = 0; i < axis.size(); ++i) {
        auto interval = axis.bin(i);
        std::cout << interval.lower() << "-" << interval.upper() << " -> " << h.at(i) << "次\n";
    }

    return 0;
}

这段代码会直接输出你要的统计结果，而且后续如果要调整区间范围、增加维度，只需要修改轴的定义即可，非常灵活。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者infoclogged