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c++怎么使用C++17的并行算法_c++标准算法并行化与性能提升

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发布： 2025-11-09 19:11:02

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c++kquote>C++17引入并行算法支持，通过<execution>头文件中的执行策略std::execution::par、std::execution::par_unseq和std::execution::seq控制算法执行方式，可加速std::sort、std::transform、std::reduce等操作，适用于大数据集的并行处理，但需注意小数据集开销、数据竞争和内存访问模式，合理使用可显著提升性能。

c++怎么使用c++17的并行算法_c++标准算法并行化与性能提升

C++17 引入了并行算法支持，让标准库中的许多算法可以在多核处理器上并行执行，从而提升性能。这一特性通过在调用算法时传入执行策略（execution policy）来实现。合理使用这些策略，可以显著加速数据密集型操作，如排序、查找、归约等。

启用并行执行策略

C++17 定义了三种执行策略，包含在头文件 <execution> 中：

std::execution::seq：顺序执行，不并行，适用于有依赖的操作。
std::execution::par：允许算法在多个线程上并行执行。
std::execution::par_unseq：允许并行和向量化执行（如 SIMD 指令）。

使用时需包含头文件并选择合适的策略。例如，并行排序：

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <execution>
<p>std::vector<int> data(1000000);
// 填充数据...</p><p>// 并行排序
std::sort(std::execution::par, data.begin(), data.end());</p>

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常见可并行化的标准算法

以下标准算法支持并行化，配合执行策略可提升性能：

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std::for_each：对每个元素执行函数，适合无依赖的批量处理。
std::transform：转换数据，如数组逐元素计算。
std::reduce：归约操作（如求和），比 std::accumulate 更适合并行。
std::sort：大数组排序能明显受益于并行化。
std::find：并行查找，尽早发现结果可提前结束。

示例：并行计算数组平方和

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#include <numeric>
#include <execution>
#include <vector>
<p>std::vector<double> vec(1000000, 2.0);
double sum = std::transform_reduce(
std::execution::par,
vec.begin(), vec.end(),
vec.begin(),
0.0,
std::plus<>{},
[](double a, double b) { return a * b; }
);</p>

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