std::transform_reduce
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</tbody>
| 在标头 <numeric> 定义
|
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template< class InputIt1, class InputIt2, class T > T transform_reduce( InputIt1 first1, InputIt1 last1, InputIt2 first2, T init ); |
(1) | (C++17 起) (C++20 起为 constexpr) |
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt1, class ForwardIt2, class T > T transform_reduce( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt1 first1, ForwardIt1 last1, ForwardIt2 first2, T init ); |
(2) | (C++17 起) |
template< class InputIt1, class InputIt2, class T, class BinaryOp1, class BinaryOp2 > T transform_reduce( InputIt1 first1, InputIt1 last1, InputIt2 first2, T init, BinaryOp1 reduce, BinaryOp2 transform ); |
(3) | (C++17 起) (C++20 起为 constexpr) |
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt1, class ForwardIt2, class T, class BinaryOp1, class BinaryOp2 > T transform_reduce( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt1 first1, ForwardIt1 last1, ForwardIt2 first2, T init, BinaryOp1 reduce, BinaryOp2 transform ); |
(4) | (C++17 起) |
template< class InputIt, class T, class BinaryOp, class UnaryOp > T transform_reduce( InputIt first, InputIt last, T init, BinaryOp reduce, UnaryOp transform ); |
(5) | (C++17 起) (C++20 起为 constexpr) |
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt, class T, class BinaryOp, class UnaryOp > T transform_reduce( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt first, ForwardIt last, T init, BinaryOp reduce, UnaryOp transform ); |
(6) | (C++17 起) |
1) 等价于
transform_reduce(first1, last1, first2, init,std::plus<>(), std::multiplies<>())，实际上是默认的 std::inner_product 的等效并行版本。
3) 应用
transform 到来自范围 [first1, last1) 和从 first2 开始的包含 std::distance(first1, last1) 个元素的范围的每对元素，并在 reduce 上与初始值 init 一同规约各结果（可以以未指定行为重排聚合）。 如果
reduce 不可结合或不可交换（例如浮点加法），那么结果不确定。 如果以下任何值不可转换到
T，那么程序非良构：
reduce(init, init)reduce(init, transform(*first1, *first2))reduce(transform(*first1, *first2), init)reduce(transform(*first1, *first2), transform(*first1, *first2))
给定
last2 为 first2 的下 std::distance(first1, last1) 个迭代器，如果满足以下任意条件，那么行为未定义：
T不可移动构造 (MoveConstructible) .transform或reduce会修改[first1,last1)或[first2,last2)的元素。transform或reduce会使[first1,last1]或[first2,last2]中的迭代器或子范围失效。
5) 应用
transform 到范围 [first, last) 中的每个元素，并在 reduce 上与初始值 init 一同规约各结果（可以以未指定行为重排聚合）。 如果
reduce 不可结合或不可交换（例如浮点加法），那么结果不确定。 如果以下任何值不可转换到
T，那么程序非良构：
reduce(init, init)reduce(init, transform(*first))reduce(transform(*first), init)reduce(transform(*first), transform(*first))
如果满足以下任意条件，那么行为未定义：
T不可移动构造 (MoveConstructible) 。transform或reduce会修改[first,last)的元素。transform或reduce会使[first,last]中的迭代器或子范围失效。
2,4,6) 同 (1,3,5)，但按照
policy 执行。 这些重载只有在满足以下所有条件时才会参与重载决议：
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(C++20 前) |
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(C++20 起) |
参数
| first1, last1 | - | 要作为 transform 的左操作数的元素范围的迭代器对
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| first2 | - | 包含要作为 transform 的右操作数的元素的范围开头
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| first, last | - | 要作为 transform 的单一操作数的元素范围的迭代器对
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| init | - | 广义和的初始值 |
| policy | - | 所用的执行策略 |
| reduce | - | 二元函数对象 (FunctionObject) ，将以未指定顺序应用于 transform 的结果，其他 reduce 的结果和 init 之上。
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| transform | - | 一元或二元函数对象 (FunctionObject) ，将应用于输入范围的每个元素。其返回类型必须可由 reduce 接受为其输入。
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| 类型要求 | ||
-InputIt1, InputIt2, InputIt 必须满足老式输入迭代器 (LegacyInputIterator) 。
| ||
-ForwardIt1, ForwardIt2, ForwardIt 必须满足老式向前迭代器 (LegacyForwardIterator) 。
| ||
返回值
1,2)
init 和 values 在 std::plus<>() 上的广义和，其中 values 是通过 std::multiplies<>() 变换得到的一组值，每个值从两个输入范围中的一对元素变换而来。3,4)
init 和 values 在 reduce 上的广义和，其中 values 是通过 transform 变换得到的一组值，每个值从两个输入范围中的一对元素变换而来。5,6)
init 和 values 在 reduce 上的广义和，其中 values 是通过 transform 变换得到的一组值，每个值从输入范围中的一个元素变换而来。一组元素在二元运算 binary_op 上的广义和 定义如下：
- 如果元素组只有一个元素，那么和就是该元素的值。
- 否则，依次进行以下操作：
- 从元素组中取走两个元素
elem1和elem2。 - 计算
binary_op(elem1, elem2)，并将结果放回元素组。 - 重复以上两步，直到组里只剩一个元素。
复杂度
给定 N 为 std::distance(first1, last1)（对于重载 (5,6) 是 std::distance(first, last)）：
1,2) 分别应用 O(N) 次
std::plus<>() 和 std::multiplies<>()。3-6) 分别应用 O(N) 次
reduce 和 transform。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
不会对 init 应用 transform。
如果 first == last 或 first1 == last1，那么返回未经修改的 init。
示例
transform_reduce 能用于并行化 std::inner_product。某些系统可能需要额外的支持以获得并行执行的优势。例如在 GNU/Linux 上 安装 Intel TBB 并对 gcc/clang 编译器提供 -ltbb 选项。
运行此代码
#if PARALLEL
#include <execution>
#define PAR std::execution::par,
#else
#define PAR
#endif
#include <algorithm>
#include <functional>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <locale>
#include <numeric>
#include <vector>
// 为使不可接合的累加运算并行化，应当选择
// transform_reduce 而非 reduce；例如，a + b * b != b + a * a
void print_sum_squared(long const num)
{
std::cout.imbue(std::locale{"en_US.UTF8"});
std::cout << "num = " << num << '\n';
// 创建不可修改 vector 并按模式填充: 1,2,3,4, 1,2,3,4 ...
const std::vector<long> v{[n = num * 4] {
std::vector<long> v;
v.reserve(n);
std::generate_n(std::back_inserter(v), n,
[i = 0]() mutable { return 1 + i++ % 4; });
return v;
}()};
auto squared_sum = [](auto sum, auto val) { return sum + val * val; };
auto sum1 = std::accumulate(v.cbegin(), v.cend(), 0L, squared_sum);
std::cout << "accumulate()：" << sum1 << '\n';
auto sum2 = std::reduce(PAR v.cbegin(), v.cend(), 0L, squared_sum);
std::cout << "reduce()：" << sum2 << '\n';
auto sum3 = std::transform_reduce(PAR v.cbegin(), v.cend(), 0L, std::plus{},
[](auto val) { return val * val; });
std::cout << "transform_reduce()：" << sum3 << "\n\n";
}
int main()
{
print_sum_squared(1);
print_sum_squared(1'000);
print_sum_squared(1'000'000);
}
可能的输出：
num = 1
accumulate()：30
reduce()：30
transform_reduce()：30
num = 1,000
accumulate()：30,000
reduce()：-7,025,681,278,312,630,348
transform_reduce()：30,000
num = 1,000,000
accumulate()：30,000,000
reduce()：-5,314,886,882,370,003,032
transform_reduce()：30,000,000
// 并行执行于 POSIX 之上的编译器选项:
// g++ -O2 -std=c++17 -Wall -Wextra -pedantic -DPARALLEL ./example.cpp -ltbb -o tr; ./tr
参阅
| 求和或折叠范围中元素 (函数模板) | |
| 应用函数到元素范围，并在目标范围存储结果 (函数模板) | |
(C++17) |
类似 std::accumulate，但不依序执行 (函数模板) |