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std::transform_reduce

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Definido en el encabezado <numeric>
template< class InputIt1, class InputIt2, class T >
T transform_reduce( InputIt1 first1, InputIt1 last1,
                    InputIt2 first2, T init );
(1) (desde C++17)
(constexpr desde 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) (desde 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) (desde C++17)
(constexpr desde 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) (desde 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) (desde C++17)
(constexpr desde 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) (desde C++17)
1) Equivalente a
transform_reduce(first1, last1, first2, init,
                 std::plus<>(), std::multiplies<>())
, versión efectivamente paralelizada del std::inner_product predeterminado.
3) Aplica transform a cada par de elementos de los rangos [first1, last1) y el rango de std::distance(first1, last1) elementos comenzando desde first2 y reduce los resultados (posiblemente permutados y agregados de manera no especificada) junto con el valor inicial init sobre reduce.
El resultado es no determinista si reduce no es asociativo o no conmutativo (como la suma de punto flotante).
Si alguno de los siguientes valores no es convertible a T, el programa está mal formado:
  • reduce(init, init)
  • reduce(init, transform(*first1, *first2))
  • reduce(transform(*first1, *first2), init)
  • reduce(transform(*first1, *first2), transform(*first1, *first2))
Dado last2 como el std::distance(first1, last1)-ésimo siguiente iterador de first2, si se cumple alguna de las siguientes condiciones, el comportamiento no está definido:
  • T no es MoveConstructible.
  • transform o reduce modifica algún elemento de [first1, last1) o [first2, last2).
  • transform o reduce invalida algún iterador o subrango de [first1, last1] o [first2, last2].
5) Aplica transform a cada elemento en el rango [first, last) y reduce los resultados (posiblemente permutados y agregados de manera no especificada) junto con el valor inicial init sobre reduce.
El resultado es no determinista si reduce no es asociativo o no conmutativo (como la suma de punto flotante).
Si alguno de los siguientes valores no es convertible a T, el programa está mal formado:
  • reduce(init, init)
  • reduce(init, transform(*first))
  • reduce(transform(*first), init)
  • reduce(transform(*first), transform(*first))
Si se cumple alguna de las siguientes condiciones, el comportamiento no está definido:
  • T no es MoveConstructible.
  • transform o reduce modifica algún elemento de [first, last).
  • transform o reduce invalida algún iterador o subrango de [first, last].
2,4,6) Igual que (1,3,5), pero ejecutado según policy.
Estas sobrecargas participan en la resolución de sobrecarga solo si el valor de la siguiente expresión es true:

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

(hasta C++20)

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

(desde C++20)

Parámetros

first1, last1 - el par de iteradores que define el rango de elementos a tomar como operando izquierdo de transform
first2 - el inicio del rango de elementos a tomar como operando derecho de transform
first, last - el par de iteradores que define el rango de elementos a tomar como operando de transform
init - el valor inicial de la suma generalizada
policy - la política de ejecución a utilizar
reduce - objeto binario FunctionObject que será aplicado en orden no especificado a los resultados de transform , los resultados de otros reduce y init .
transform - objeto unario o binario FunctionObject que será aplicado a cada elemento del rango(s) de entrada. El tipo de retorno debe ser aceptable como entrada para reduce .
Requisitos de tipo
-
InputIt1, InputIt2, InputIt deben cumplir con los requisitos de LegacyInputIterator .
-
ForwardIt1, ForwardIt2, ForwardIt deben cumplir con los requisitos de LegacyForwardIterator .

Valor de retorno

1,2) La suma generalizada de init y values sobre std:: plus <> ( ) , donde values son los valores transformados por std:: multiplies <> ( ) , cada valor se transforma a partir de un par de elementos de los dos rangos de entrada.
3,4) La suma generalizada de init y values sobre reduce , donde values son los valores transformados por transform , cada valor se transforma a partir de un par de elementos de los dos rangos de entrada.
5,6) La suma generalizada de init y values sobre reduce , donde values son los valores transformados por transform , cada valor se transforma a partir de un elemento del rango de entrada.

La suma generalizada de un grupo de elementos sobre una operación binaria binary_op se define de la siguiente manera:

  • Si el grupo solo tiene un elemento, la suma es el valor del elemento.
  • De lo contrario, realiza las siguientes operaciones en orden:
  1. Toma dos elementos cualesquiera elem1 y elem2 del grupo.
  2. Calcula binary_op ( elem1, elem2 ) y coloca el resultado nuevamente en el grupo.
  3. Repite los pasos 1 y 2 hasta que solo quede un elemento en el grupo.

Complejidad

Dado N como std:: distance ( first1, last1 ) (o std:: distance ( first, last ) para las sobrecargas (5,6) ):

1,2) O(N) aplicaciones de std:: plus <> ( ) y std:: multiplies <> ( ) respectivamente.
3-6) O(N) aplicaciones de reduce y transform respectivamente.

Excepciones

Las sobrecargas con un parámetro de plantilla llamado ExecutionPolicy reportan errores de la siguiente manera:

  • Si la ejecución de una función invocada como parte del algoritmo lanza una excepción y ExecutionPolicy es uno de los standard policies , std::terminate es llamado. Para cualquier otro ExecutionPolicy , el comportamiento está definido por la implementación.
  • Si el algoritmo falla al asignar memoria, std::bad_alloc es lanzado.

Notas

transform nunca se aplica a init .

Si first == last o first1 == last1 , init se devuelve sin modificar.

Ejemplo

transform_reduce puede utilizarse para paralelizar std::inner_product . Algunos sistemas pueden requerir soporte adicional para aprovechar las ventajas de la ejecución paralela. Por ejemplo, en GNU/Linux, debe instalarse Intel TBB y proporcionarse la opción - ltbb al compilador gcc/clang.

#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);
}

Salida posible:

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

Véase también

suma o pliega un rango de elementos
(plantilla de función)
aplica una función a un rango de elementos, almacenando los resultados en un rango de destino
(plantilla de función & objeto función de algoritmo)
(C++17)
similar a std::accumulate, excepto que no requiere un orden particular
(plantilla de función)