std::reduce

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数值运算
reduce
(C++17)
(C++17)
C 库
 
定义于头文件 <numeric>
(1)
template<class InputIt>

typename std::iterator_traits<InputIt>::value_type reduce(

    InputIt first, InputIt last);
 (C++17 起)
(C++20 前)
template<class InputIt>

constexpr typename std::iterator_traits<InputIt>::value_type reduce(

    InputIt first, InputIt last);
 (C++20 起)
template<class ExecutionPolicy, class ForwardIt>

typename std::iterator_traits<ForwardIt>::value_type reduce(
    ExecutionPolicy&& policy,

    ForwardIt first, ForwardIt last);
 (2) (C++17 起)
(3)
template<class InputIt, class T>
T reduce(InputIt first, InputIt last, T init);
 (C++17 起)
(C++20 前)
template<class InputIt, class T>
constexpr T reduce(InputIt first, InputIt last, T init);
 (C++20 起)
template<class ExecutionPolicy, class ForwardIt, class T>

T reduce(ExecutionPolicy&& policy,

         ForwardIt first, ForwardIt last, T init);
 (4) (C++17 起)
(5)
template<class InputIt, class T, class BinaryOp>
T reduce(InputIt first, InputIt last, T init, BinaryOp binary_op);
 (C++17 起)
(C++17 前)
template<class InputIt, class T, class BinaryOp>
constexpr T reduce(InputIt first, InputIt last, T init, BinaryOp binary_op);
 (C++17 起)
template<class ExecutionPolicy, class ForwardIt, class T, class BinaryOp>

T reduce(ExecutionPolicy&& policy,

         ForwardIt first, ForwardIt last, T init, BinaryOp binary_op);
 (6) (C++17 起)
1) 同 reduce(first, last, typename std::iterator_traits<InputIt>::value_type{})
3) 同 reduce(first, last, init, std::plus<>())
5) 在 binary_op 上以初值 init 规约范围 [first; last) ，可能以未指定方式排序聚合。
2,4,6) 同 (1,3,5) ，但按照 policy 执行。这些重载仅若 std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>> (C++20 前)std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>> (C++20 起) 为 true 才参与重载决议。

若 binary_op 非结合或非交换，则行为非确定。

若 binary_op 修改 [first; last] 中任何元素或非法化范围中任何迭代器，含尾迭代器，则行为未定义。

参数

first, last - 要应用算法的元素范围
init - 广义和的初值
policy - 使用的执行策略。细节见执行策略。
binary_op - 将以未指定顺序应用于解引用输入迭代器结果、其他 binary_op 结果及 init 上的二元函数对象 (FunctionObject) 。
类型要求
-
InputIt 必须满足遗留输入迭代器 (LegacyInputIterator) 的要求。
-
ForwardIt 必须满足遗留向前迭代器 (LegacyForwardIterator) 的要求。
-
T 必须满足可移动构造 (MoveConstructible) 的要求。而且 binary_op(init, *first) 、 binary_op(*first, init) 、 binary_op(init, init) 及 binary_op(*first, *first) 必须可转换到 T 。

返回值

init 及 *first 、 *(first+1) 、…… *(last-1) 在 binary_op 上的广义和，

其中广义和 GSUM(op, a
1, ..., a
N) 定义如下：

  • 若 N=1 ，则为 a
    1
  • 若 N > 1 ，则为 op(GSUM(op, b
    1    , ..., b
    K    ), GSUM(op, b
    M    , ..., b
    N    ))     ，其中
  • b
    1    , ..., b
    N     可以是任何 a1, ..., aN 的排列，且
  • 1 < K+1 = M ≤ N

换言之， reduce 表现类似 std::accumulate ，除了范围中的元素可能以任意顺序分组并重排。

复杂度

O(last - first) 次应用 binary_op.

异常

拥有名为 ExecutionPolicy 的模板形参的重载按下列方式报告错误：

  • 若作为算法一部分调用的函数的执行抛出异常，且 ExecutionPolicy 为标准策略之一，则调用 std::terminate 。对于任何其他 ExecutionPolicy ，行为是实现定义的。
  • 若算法无法分配内存，则抛出 std::bad_alloc 。

注解

若范围为空，则返回不修改的 init 。

示例

reduce 与 std::accumulate 间并行的比较：

运行此代码
#include <iostream>
#include <chrono>
#include <vector>
#include <numeric>
#include <execution>
 
int main()
{
    std::vector<double> v(10'000'007, 0.5);
 
    {
        auto t1 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        double result = std::accumulate(v.begin(), v.end(), 0.0);
        auto t2 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        std::chrono::duration<double, std::milli> ms = t2 - t1;
        std::cout << std::fixed << "std::accumulate result " << result
                  << " took " << ms.count() << " ms\n";
    }
 
    {
        auto t1 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        double result = std::reduce(std::execution::par, v.begin(), v.end());
        auto t2 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        std::chrono::duration<double, std::milli> ms = t2 - t1;
        std::cout << "std::reduce result "
                  << result << " took " << ms.count() << " ms\n";
    }
}

可能的输出： 

std::accumulate result 5000003.50000 took 12.7365 ms
std::reduce result 5000003.50000 took 5.06423 ms

参阅

 对一个范围内的元素求和
(函数模板)
将一个函数应用于某一范围的各个元素，并在目标范围存储结果
(函数模板)
(C++17)
 应用一个函数对象，然后以乱序规约
(函数模板)