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8.5 并行 STL

发布于 2024-08-19 12:44:37 字数 3860 浏览 0 评论 0 收藏 0

从长远来看,并行算法的使用将是非常重要的,因为从用户角度看,没有什么比只说请执行这个算法更简单的了。从实现者的角 度来看,算法中有一套特定接口而没有对算法的串行约束将是一个机会。C++17 只迈出了一小步,但这远比没有开始好得多,因为它指明了方向。不出意外,委员会中有一些反对的声音,大多数来自于希望为专家级用户提供复杂接口的人。有些 人对这样简单的一个方案是否可行表示严重怀疑,并主张推迟这一方案。

基本的想法是,为每个标准库算法提供一个额外参数,允许用户请求向量化和/或多线程。例如:

sort(par_unseq, begin(v), end(v));  // 考虑并行和向量化

但这还只适用于 STL 算法,所以重要的 find_anyfind_all 算法被忽略了。将来我们会看到专门为并行使用而设计的算法。这正在 C++20 中变为现实。

另一个弱点是,仍然没有取消一个线程的标准方法。例如,在搜索中找到一个对象后,一个线程不能停止其他正在并行执行的搜索。这是 POSIX 干预的结果,它反对所有形式的取消操作(§4.1.2)。C++ 20 提供了协作式取消(§9.4)。

C++17 的并行算法也支持向量化。这很重要,因为对 SIMD 的优化支持是硬件在单线程性能方面仍然(2017 年后)有巨大增长的少数领域之一。

在 C++20 中,我们(总算)能用范围库(§6.3)来避免显式使用容器的元素序列,只要这么写:

sort(v);

不幸的是,并行版本的范围在 C++20 中没有及时完成,因此我们只能等到 C++23 才能这么写:

sort(par_unseq, v);  // 使用并行和向量化来对 v 进行排序

不想等 23 的话,我们可以自己实现适配器:

template<typename T>
concept execution_policy = std::is_execution_policy<T>::value;

void sort(execution_policy auto&& ex, std::random_access_range auto& r)
{
    sort(ex, begin(r), end(r));  // 使用执行策略 ex 来排序
}

毕竟标准库是可扩展的。

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