常用标准库之-std::reduce与std::execution::par

1. std::reduce

定义与头文件

std::reduce 是 C++ 17 引入的并行算法，定义在  头文件中，用于对指定范围内的元素进行归约操作（如求和、求积等）。

函数原型

template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt >
typename std::iterator_traits::value_type
reduce( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt first, ForwardIt last );

template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt, class T >
T reduce( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt first, ForwardIt last, T init );

• ExecutionPolicy：执行策略类型，用于指定算法的执行方式（如串行、并行等）。
• ForwardIt：前向迭代器类型，指定元素范围。
• T：初始值的类型。
• policy：执行策略对象。
• first：指向范围起始位置的迭代器。
• last：指向范围结束位置的迭代器。
• init：可选的初始值。

功能

• 第一个重载形式没有初始值，它会对 [first, last) 范围内的元素进行归约操作。对于数值类型，默认的归约操作是求和。
• 第二个重载形式接受一个初始值 init，归约操作会从 init 开始，将范围内的元素依次与当前结果进行合并。

示例代码

#include 
#include 
#include 

int main() {
    std::vector vec = {1, 2, 3, 4, 5};
    int sum = std::reduce(vec.begin(), vec.end()); // 对vec中的元素进行求和操作
    std::cout << "Sum: " << sum << std::endl;
    return 0;
}

2. std::execution::par

定义与头文件

std::execution::par 是 C++ 17 引入的执行策略对象，定义在  头文件中，用于指定算法以并行方式执行。

功能

std::execution::par 告诉支持执行策略的算法（如 std::reduce）使用并行执行模式。在多核处理器系统中，算法会将任务分解为多个子任务，并在多个线程上同时执行，以提高计算效率。

示例代码

#include 
#include 
#include 
#include 

int main() {
    std::vector vec(1000000);
    std::iota(vec.begin(), vec.end(), 1);
    int sum = std::reduce(std::execution::par, vec.begin(), vec.end());
    /*std::reduce 使用 std::execution::par 执行策略，会并行地对 vec 中的元素进行求和操作，
    充分利用多核处理器的性能。需要注意的是，并行执行可能会带来一些额外的开销（如线程创建和同步），
    因此对于小规模数据，并行执行可能并不比串行执行快。*/
    std::cout << "Sum: " << sum << std::endl;
    return 0;
}