std::reduce

 

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受约束算法及范围上的算法 (C++20)
受约束算法： std::ranges::copy, std::ranges::sort, ...
执行策略 (C++17)
is_execution_policy (C++17)	execution::seqexecution::parexecution::par_unseqexecution::unseq (C++17)(C++17)(C++17)(C++20)	execution::sequenced_policyexecution::parallel_policyexecution::parallel_unsequenced_policyexecution::parallel_unsequenced (C++17)(C++17)(C++17)(C++20)
不修改序列的操作
all_ofany_ofnone_of (C++11)(C++11)(C++11) for_each for_each_n (C++17)	countcount_if mismatch equal adjacent_find	search search_n lexicographical_compare lexicographical_compare_three_way (C++20)	findfind_iffind_if_not (C++11) find_end find_first_of
修改序列的操作
copycopy_if (C++11) copy_n (C++11) copy_backward move (C++11) move_backward (C++11) shift_leftshift_right (C++20)(C++20) transform	fill fill_n generate generate_n swap iter_swap swap_ranges sample (C++17)	removeremove_if replacereplace_if reverse rotate unique random_shuffle (C++17 前)	remove_copyremove_copy_if replace_copyreplace_copy_if reverse_copy rotate_copy unique_copy shuffle (C++11)
Partitioning operations
is_partitioned (C++11) partition_point (C++11)	partition partition_copy (C++11)	stable_partition
划分操作
is_partitioned (C++11) partition_point (C++11)	partition partition_copy (C++11)	stable_partition
排序操作
is_sorted (C++11) is_sorted_until (C++11)	sort stable_sort	partial_sort partial_sort_copy	nth_element
二分搜索操作
lower_bound	upper_bound	binary_search	equal_range
集合操作（在已排序范围上）
merge inplace_merge	set_difference set_intersection	set_symmetric_difference set_union	includes
堆操作
is_heap (C++11) is_heap_until (C++11)	make_heap sort_heap	push_heap pop_heap
最小/最大操作
max max_element	min min_element	minmax (C++11) minmax_element (C++11)	clamp (C++17)
排列
is_permutation (C++11)	next_permutation	prev_permutation
数值运算
iota (C++11) inner_product adjacent_difference	accumulate reduce (C++17) transform_reduce (C++17)	transform_inclusive_scan (C++17) transform_exclusive_scan (C++17)	partial_sum inclusive_scan (C++17) exclusive_scan (C++17)
未初始化存储上的操作
uninitialized_copy uninitialized_move (C++17) uninitialized_fill	uninitialized_copy_n (C++11) uninitialized_move_n (C++17) uninitialized_fill_n	uninitialized_default_construct (C++17) uninitialized_value_construct (C++17) uninitialized_default_construct_n (C++17) uninitialized_value_construct_n (C++17)	destroy (C++17) destroy_n (C++17) destroy_at (C++17) construct_at (C++20)
C 库
qsort	bsearch

 

在标头 <numeric> 定义
	(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。这些重载只有在

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)

是 true 时才会参与重载决议。

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 必须符合老式输入迭代器 (LegacyInputIterator) 的要求。
- ForwardIt 必须符合老式向前迭代器 (LegacyForwardIterator) 的要求。
- T 必须符合可移动构造 (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：

• 如果作为算法一部分调用的函数的执行抛出异常，且 ExecutionPolicy 是标准策略之一，那么调用 std::terminate。对于任何其他 ExecutionPolicy，行为由实现定义。
• 如果算法无法分配内存，那么抛出 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

accumulate	对一个范围内的元素求和 (函数模板)
transform	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)
transform_reduce (C++17)	应用一个函数对象，然后以乱序规约 (函数模板)