C++17 STL Стандартная библиотека шаблонов

7. Чтобы выполнить линейный перебор всего изображения, напишем еще одну функцию преобразования, которая принимает одномерную координату i. На ее основе она определяет координаты (x, y), используя предполагаемую длину строки. После разбиения переменной i на количество строк и колонок она преобразует их с помощью нашей функции scale и возвращает комплексную координату:

  auto i_to_xy ([=](int i) { return scale(i % w, i / w); });

8. Сейчас можно преобразовать одномерные координаты (с типом int) с помощью двумерных координат (с типом (int, int)) во множество координат Мандельброта (с типом cmplx), а затем рассчитать количество итераций (снова тип int). Объединим все это в одну функцию, которая создаст подобную цепочку вызовов:

  auto to_iteration_count ([=](int i) {

    return mandelbrot_iterations(i_to_xy(i));

  });

9. Теперь подготовим все данные. Предположим, что итоговое изображение ASCII имеет w символов в длину и h символов в ширину. Его можно сохранить в одномерном векторе, который имеет w*h элементов. Мы заполним данный вектор с помощью std::iota значениями из диапазона 0...(w*h–1). Эти числа можно использовать в качестве входного источника для нашего диапазона данных функции преобразования, который мы инкапсулировали, применяя to_iteration_count.

  vector v (w * h);

  iota(begin(v), end(v), 0);

  transform(begin(v), end(v), begin(v), to_iteration_count);

10. На этом, по сути, все. Теперь у нас есть вектор v, который мы инициализировали одномерными координатами и переписали счетчиком итераций для множества Мандельброта. На его основе можно вывести красивое изображение. Можно сделать окно консоли длиной w символов, чтобы не выводить на экран символ перевода строки. Но мы можем также нестандартно использовать алгоритм std::accumulate, чтобы он добавил разрывы строк за нас. Он применяет бинарную функцию для сокращения диапазона. Предоставим ему бинарную функцию, принимающую итератор вывода (который мы свяжем с терминалом на следующем шаге) и отдельное значение из диапазона. Выведем это значение как символ *, если количество итераций превышает 50. В противном случае выведем пробел. При нахождении в конце строки (поскольку переменная-счетчик n без остатка делится на w) выведем символ разрыва строки:

  auto binfunc ([w, n{0}] (auto output_it, int x) mutable {

    *++output_it = (x > 50 ? '*' : ' ');

    if (++n % w == 0) { ++output_it = '\n'; }

      return output_it;

  });

11. Вызывая функцию std::accumulate для входного диапазона данных вместе с нашей бинарной функцией print и итератором ostream_iterator, можно отправить рассчитанное множество Мандельброта в окно консоли:

  accumulate(begin(v), end(v), ostream_iterator{cout},

             binfunc);

}

12. Компиляция и запуск программы приводят к следующему результату, который выглядит как изначальное детализированное множество Мандельброта в упрощенной форме (рис. 6.9).

Как это работает

Все расчеты происходят во время вызова std::transform для одномерного массива:

vector v (w * h);

iota(begin(v), end(v), 0);

transform(begin(v), end(v), begin(v), to_iteration_count);

Что же произошло и почему это работает именно так? Функция to_iteration_count, по сути, представляет собой цепочку вызовов от i_to_xy до scale и mandelbrot_iterations. На рис. 6.10 показаны этапы преобразования.

Подобным способом в качестве входного параметра можно использовать индекс одномерного массива и получать количество итераций множества Мандельброта для точки двумерной плоскости, которую представляет точка массива. К счастью, эти три преобразования совершенно не взаимозависимы. Модули подобного кода можно легко протестировать отдельно друг от друга. Таким образом, находить и исправлять ошибки очень легко, как и просто утверждать о корректности кода. 

Создаем собственный алгоритм split