理解 C++ 中的 std::transform_reduce 及示例
std::transform_reduce 是一个强大的 C++17 算法，它结合了 transform 和 reduce（或 accumulate）的功能。它允许你对元素进行转换，然后使用二元操作进行归约，从而写出简洁高效的代码。
语法
template<class InputIt1, class InputIt2, class T,
class BinaryOp1, class BinaryOp2>
T transform_reduce(InputIt1 first1, InputIt1 last1,
InputIt2 first2, T init,
BinaryOp1 binary_op1,
BinaryOp2 binary_op2);
template<class InputIt, class T,
class BinaryOp1, class UnaryOp>
T transform_reduce(InputIt first, InputIt last,
T init,
BinaryOp1 binary_op1,
UnaryOp unary_op);
- 它可以对每个元素应用 一元转换（可选）。
- 然后使用 二元操作对结果进行归约，如求和、求积或自定义组合。
- 在 C++17/20 中支持 并行执行策略。
示例 1：求平方和
#include <iostream>
#include <vector>
#include <numeric>
#include <execution>
int main() {
std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
int sum_of_squares = std::transform_reduce(
std::execution::seq, // 顺序执行
numbers.begin(),
numbers.end(),
0, // 初始值
std::plus<>(), // 二元操作（求和）
[](int x){ return x*x; } // 一元转换（平方）
);
std::cout << "平方和: " << sum_of_squares << std::endl;
return 0;
}
示例 2：向量点积
#include <iostream>
#include <vector>
#include <numeric>
int main() {
std::vector<int> a = {1, 2, 3};
std::vector<int> b = {4, 5, 6};
int dot_product = std::transform_reduce(
a.begin(), a.end(),
b.begin(),
0 // 初始值
);
std::cout << "点积: " << dot_product << std::endl;
return 0;
}
示例 3：并行 transform_reduce
#include <iostream>
#include <vector>
#include <numeric>
#include <execution>
int main() {
std::vector<double> numbers(1'000'000, 1.5);
double sum = std::transform_reduce(
std::execution::par, // 并行执行
numbers.begin(),
numbers.end(),
0.0
);
std::cout << "并行求和: " << sum << std::endl;
return 0;
}
关键点
transform_reduce避免了为转换后的值创建中间容器。- 支持 顺序 和 并行执行策略。
- 有两种主要形式：单个范围带一元转换，或者两个范围进行成对操作（如点积）。
- 初始值是必须的，以正确处理空范围。
std::transform_reduce 可以让你的代码更简洁、更高效，尤其适合大数据集或并行计算场景。
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英文：Understanding std::transform_reduce in Modern C++
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