std:: transform_reduce

From cppreference.net

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 <> ( ) ) , фактически параллелизованная версия стандартного std::inner_product .

3) Применяет transform к каждой паре элементов из диапазонов

first1

last1

и диапазона из std:: distance ( first1, last1 ) элементов, начиная с first2 и редуцирует результаты (возможно переставленные и агрегированные в неуказанном порядке) вместе с начальным значением init с помощью reduce .

Результат является недетерминированным, если reduce не является ассоциативной или не коммутативной операцией (как, например, сложение чисел с плавающей точкой).

Если любое из следующих значений не конвертируется в

, программа является некорректной:

reduce ( init, init )
reduce ( init, transform ( * first1, * first2 ) )
reduce ( transform ( * first1, * first2 ) , init )
reduce ( transform ( * first1, * first2 ) , transform ( * first1, * first2 ) )

Пусть last2 является std:: distance ( first1, last1 ) -м следующим итератором от first2 , если выполняется любое из следующих условий, поведение не определено:

T не является MoveConstructible .
transform или reduce модифицируют любой элемент из [ first1 , last1 ) или [ first2 , last2 ) .
transform или reduce инвалидируют любой итератор или поддиапазон из [ first1 , last1 ] или [ first2 , last2 ] .

5) Применяет transform к каждому элементу в диапазоне

first

last

и редуцирует результаты (возможно переставленные и агрегированные неопределённым образом) вместе с начальным значением init с помощью reduce .

Если любое из следующих значений не может быть преобразовано в

, программа является некорректной:

reduce ( init, init )
reduce ( init, transform ( * first ) )
reduce ( transform ( * first ) , init )
reduce ( transform ( * first ) , transform ( * first ) )

Если удовлетворяется любое из следующих условий, поведение не определено:

T не является MoveConstructible .
transform или reduce модифицирует любой элемент диапазона [ first , last ) .
transform или reduce инвалидирует любой итератор или поддиапазон [ first , last ] .

2,4,6) То же, что и (1,3,5) , но выполняется в соответствии с policy .

Эти перегрузки участвуют в разрешении перегрузки только при выполнении всех следующих условий:

std:: is_execution_policy_v < std:: decay_t < ExecutionPolicy >> является true .	(до C++20)
std:: is_execution_policy_v < std:: remove_cvref_t < ExecutionPolicy >> является true .	(начиная с C++20)

Содержание

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:

Берёт любые два элемента elem1 и elem2 из группы.
Вычисляет binary_op ( elem1, elem2 ) и возвращает результат обратно в группу.
Повторяет шаги 1 и 2 до тех пор, пока в группе не останется только один элемент.

Сложность

Дано $\scriptsize N$ $N$ 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 .

Запустить этот код

#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

Смотрите также

accumulate	суммирует или сворачивает диапазон элементов (шаблон функции)
transform	применяет функцию к диапазону элементов, сохраняя результаты в целевом диапазоне (шаблон функции)
reduce (C++17)	аналогично std::accumulate , но без сохранения порядка (шаблон функции)

Compiler support
Freestanding and hosted
Language
Standard library
Standard library headers
Named requirements
Feature test macros (C++20)
Language support library
Concepts library (C++20)
Diagnostics library
Memory management library
Metaprogramming library (C++11)
General utilities library
Containers library
Iterators library
Ranges library (C++20)
Algorithms library
Strings library
Text processing library
Numerics library
Date and time library
Input/output library
Filesystem library (C++17)
Concurrency support library (C++11)
Execution control library (C++26)
Technical specifications
Symbols index
External libraries

cppreference.net

Namespaces

Variants