Namespaces
Variants

std::transform_reduce

От ru.cppreference.net
 
 
Библиотека алгоритмов
Ограниченные алгоритмы и алгоритмы для диапазонов (C++20)
Ограниченные алгоритмы, например ranges::copy, ranges::sort, ...
Немодифицирующие операции с последовательностями    
Пакетные операции
(C++17)
Операции поиска
Модифицирующие операции с последовательностями
Операции копирования
(C++11)
(C++11)
Операции обмена
Операции преобразования
Операции генерации
Операции удаления
Операции изменения порядка
(до C++17)(C++11)
(C++20)(C++20)
Операции выборки
(C++17)

Сортировка и связанные операции
Операции разбиения
(C++11)    

Операции сортировки
Операции бинарного поиска
(по разбитым диапазонам)
Операции над множествами (над отсортированными диапазонами)
Операции слияния (над отсортированными диапазонами)
Операции с кучей
Операции минимума/максимума
(C++11)
(C++17)
Операции лексикографического сравнения
Операции перестановок


Политики выполнения (C++17)
(только для пояснения*)(C++26)

Числовые операции
(C++11)
(C++17)
(C++17)    

Специализированные <memory> алгоритмы

Специализированные <random> алгоритмы
Библиотека C









 
 
Определено в заголовке <numeric>
template< class InputIt1, class InputIt2, class T >
T transform_reduce( InputIt1 first1, InputIt1 last1,
                    InputIt2 first2, T init );
(1) (начиная с C++17)
(constexpr начиная с C++20)
template< class ExecutionPolicy,
          class ForwardIt1, class ForwardIt2, class T >
T transform_reduce( ExecutionPolicy&& policy,
                    ForwardIt1 first1, ForwardIt1 last1,
                    ForwardIt2 first2, T init );
(2) (начиная с C++17)
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) (начиная с C++17)
(constexpr начиная с C++20)
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) (начиная с C++17)
template< class InputIt, class T,
          class BinaryOp, class UnaryOp >
T transform_reduce( InputIt first, InputIt last, T init,
                    BinaryOp reduce, UnaryOp transform );
(5) (начиная с C++17)
(constexpr начиная с C++20)
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) (начиная с C++17)
1) Эквивалентно
transform_reduce(first1, last1, first2, init,
                 std::plus<>(), std::multiplies<>())
, эффективно распараллеленная версия стандартного std::inner_product.
3) Применяет transform к каждой паре элементов из диапазонов [first1, last1) и диапазона std::distance(first1, last1) элементов, начиная с first2, и уменьшает результаты (возможно, переставленные и объединённые неопределённым образом) вместе с начальным значением init с помощью reduce.
Результат недетерминирован, если reduce не является ассоциативной или коммутативной (например, сложение с плавающей запятой).
Если любое из следующих значений не преобразуется в T, программа считается некорректной:
  • reduce(init, init)
  • reduce(init, transform(*first1, *first2))
  • reduce(transform(*first1, *first2), init)
  • reduce(transform(*first1, *first2), transform(*first1, *first2))
Пусть last2 это std::distance(first1, last1)-й следующий итератор от first2. Если выполняется любое из следующих условий, поведение не определено:
  • T не является MoveConstructible.
  • transform или reduce изменяет любой элемент [first1, last1) или [first2, last2).
  • transform или reduce делает недействительным любой итератор или поддиапазон [first1, last1] или [first2, last2].
5) Применяет transform к каждому элементу в диапазоне [first, last) и уменьшает результаты (возможно, переставленные и объединённые неопределённым образом) вместе с начальным значением init с помощью reduce.
Результат недетерминирован, если reduce не является ассоциативной или коммутативной (например, сложение с плавающей запятой).
Если любое из следующих значений не преобразуется в T, программа считается некорректной:
  • reduce(init, init)
  • reduce(init, transform(*first))
  • reduce(transform(*first), init)
  • reduce(transform(*first), transform(*first))
Если выполняется любое из следующих условий, поведение не определено:
  • T не является MoveConstructible.
  • transform или reduce изменяет любой элемент [first, last).
  • transform или reduce делает недействительным любой итератор или поддиапазон [first, last].
2,4,6) То же, что и (1,3,5), но выполняется согласно policy.
Эти перегрузки участвуют в разрешении перегрузки, только если значение следующего выражения равно true:

std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>>

(до C++20)

std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>>

(начиная с C++20)

Параметры

first1, last1 - пара итераторов, определяющих диапазон элементов, принимаемых в качестве левого операнда transform
first2 - начало диапазона элементов, принимаемых в качестве правого операнда transform
first, last - пара итераторов, определяющих диапазон элементов, принимаемых в качестве операнда transform
init - начальное значение обобщённой суммы
policy - политика выполнения, которую следует использовать
reduce - бинарный FunctionObject , который будет применён в неопределённом порядке к результатам transform , результатам других reduce и init .
transform - унарный или бинарный FunctionObject , который будет применён к каждому элементу входного диапазона(ов). Тип возвращаемого значения должен быть допустимым в качестве входных данных для reduce .
Требования к типам
-
InputIt1, InputIt2, InputIt должны удовлетворять требованиям LegacyInputIterator .
-
ForwardIt1, ForwardIt2, ForwardIt должны удовлетворять требованиям LegacyForwardIterator .

Возвращаемое значение

1,2) Обобщённая сумма init и values через std:: plus <> ( ) , где values — значения, преобразованные через std:: multiplies <> ( ) , каждое значение преобразуется из пары элементов двух входных диапазонов.
3,4) Обобщённая сумма init и values через reduce , где values представляют значения, преобразованные с помощью transform , причём каждое значение преобразуется из пары элементов двух входных диапазонов.
5,6) Обобщённая сумма init и values через reduce , где values — значения, преобразованные с помощью transform , каждое значение преобразуется из элемента входного диапазона.

Обобщённая сумма группы элементов над бинарной операцией binary_op определяется следующим образом:

  • Если группа содержит только один элемент, сумма равна значению этого элемента.
  • В противном случае выполняет следующие операции в указанном порядке:
  1. Берёт любые два элемента elem1 и elem2 из группы.
  2. Вычисляет binary_op ( elem1, elem2 ) и возвращает результат обратно в группу.
  3. Повторяет шаги 1 и 2 до тех пор, пока в группе не останется только один элемент.

Сложность

Дано N как std:: distance ( first1, last1 ) (или std:: distance ( first, last ) для перегрузок (5,6) ):

1,2) O(N) применений std:: plus <> ( ) и std:: multiplies <> ( ) соответственно.
3-6) O(N) применений reduce и transform соответственно.

Исключения

Перегрузки с параметром шаблона с именем ExecutionPolicy сообщают об ошибках следующим образом:

  • Если выполнение функции, вызванной как часть алгоритма, выбрасывает исключение и ExecutionPolicy является одним из стандартных политик , std::terminate вызывается. Для любой другой ExecutionPolicy поведение определяется реализацией.
  • Если алгоритму не удается выделить память, std::bad_alloc выбрасывается.

Примечания

transform никогда не применяется к init .

Если first == last или first1 == last1 , возвращается init без изменений.

Пример

transform_reduce может использоваться для распараллеливания std::inner_product . Некоторые системы могут требовать дополнительной поддержки для получения преимуществ параллельного выполнения. Например, на GNU/Linux необходимо установить Intel TBB и предоставить компилятору gcc/clang опцию - ltbb .

#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>
// to parallelize non-associate accumulative operation, you'd better choose
// transform_reduce instead of reduce; e.g., 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';
    // create an immutable vector filled with pattern: 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);
}

Возможный вывод:

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
// Compile-options for parallel execution on POSIX:
// g++ -O2 -std=c++17 -Wall -Wextra -pedantic -DPARALLEL ./example.cpp -ltbb -o tr; ./tr

См. также

суммирует или свертывает диапазон элементов
(шаблон функции)
применяет функцию к диапазону элементов, сохраняя результаты в целевой диапазон
(шаблон функции & функциональный объект алгоритма)
(C++17)
аналогичен std::accumulate, но без гарантии порядка
(шаблон функции)