用 c++17 算法并行化一个简单的循环答案

【问题标题】：Parallelizing a simple loop with c++17 algorithms用 c++17 算法并行化一个简单的循环
【发布时间】：2019-06-28 12:59:57
【问题描述】：

我有一个并行代码，基本上可以简化为：

#include <algorithm>
#include <vector>

struct TKeyObjPtr;

class TObj
{
public:
  virtual void Calculate(TKeyObjPtr const &) = 0;
};

struct TKeyObjPtr
{
  int Key;
  TObj *ObjPtr;
};

void Calculate(std::vector<TKeyObjPtr> const &KeyObjPtrVec)
{
  #pragma omp parallel for
  for (auto It1= KeyObjPtrVec.begin(); It1!=KeyObjPtrVec.end(); ++It1)
    for (auto It2= It1+1; It2!=KeyObjPtrVec.end() && It2->Key==It1->Key; ++It2)
      It1->ObjPtr->Calculate(*It2);
}

我想通过使用c++17 并行算法对代码进行现代化改造。不幸的是，我在重写这么简单的一段代码时遇到了麻烦。

一个选项是使用boost::counting_iterator:

void Calculate(std::vector<TKeyObjPtr> const &KeyObjPtrVec)
{
  std::for_each(std::execution::par_unseq,
    boost::counting_iterator<std::size_t>(0u),
    boost::counting_iterator<std::size_t>(KeyObjPtrVec.size()),
    [&KeyObjPtrVec](auto i)
      {
        for (auto j= i+1; j<KeyObjPtrVec.size() && KeyObjPtrVec[j].Key==KeyObjPtrVec[i].Key; ++j)
          KeyObjPtrVec[i].ObjPtr->Calculate(KeyObjPtrVec[j]);
      });
}

这可行，但更冗长，更糟糕的是，我认为它不符合标准，因为 boost::counting_iterator 是一个存储迭代器，因此不见Cpp17ForwardIterator requirements。

是否可以像使用 OpenMP 一样简洁地编写上述代码，同时满足标准对并行算法的限制？

【问题讨论】：

你确定counting_iterator 不是ForwardIterator 吗？ Afaik ForwardIterator 只是使for_each 工作所需的最低要求，而不是更多
@user463035818 问题是 ForwardIterator 需要返回对某个对象的引用。 counting_iterator 按值返回。
@metalfox 这不是我在您链接的文档中看到的。我看到reference typedef 是const Incrementable&，而operator* 确实返回reference
我不认为这个循环符合“简单”的条件。 It1->ObjPtr->Calculate(*It2); 中的迭代器配对源于比较相等的连续 Key 值，但仅在 It1 尚未通过的容器部分中，加上迭代器后面的对象配对将多次使用超过两个相等连续键。
@user463035818 eel.is/c++draft/forward.iterators#1.3

标签： c++17 c++ iterator c++17 stl-algorithm

【解决方案1】：

迭代器可以按值赋值。分配的迭代器是一个副本，当原始分配源增加时不会前进。因此，您可以简单地

template<typename I>
void calculate(const I It1, const I It2) {
  // This statement can also run at any time later. The iterators will point
  // how they were when the calculate(...) was called.
  It1->ObjPtr->Calculate(*It2); 
}

void Calculate(std::vector<TKeyObjPtr> const &KeyObjPtrVec) {
  for (auto It1 = KeyObjPtrVec.begin(); It1 != KeyObjPtrVec.end(); ++It1)
    for (auto It2 = It1 + 1; It2 != KeyObjPtrVec.end() && 
      It2->Key == It1->Key; ++It2)
        calculate(It1, It2);
}

很遗憾，C++17 并不是这样一个专用的并行编程平台。您需要安排一个有意义大小的线程池和任务队列，他们可以从中挑选任务。任务记录可以只保存这两个分配为结构字段的迭代器。您还需要一种机制来了解所有并行处理何时完成，以便您可以继续。

【讨论】：