如何使用循环中的所有核心？

Question

有一个循环。

for (int i = 0; i < n; ++i) {
    //...
    v[i] = o.f(i);
    //...
}

每个v[i] = o.f(i) 都独立于所有其他v[i] = o.f(i)。
n 可以是任何值，并且不能是核心数的倍数。使用所有内核执行此操作的最简单方法是什么？

Answer 1

<algorithm> 中算法的 ExecutionPolicy 重载就是为此目的而存在的。 std::transform 将函数应用于源范围的每个元素以分配给目标范围。

v.begin() 是可接受的目的地，只要v 的大小合适。您的 sn-p 在使用 v[i] 时会假设这一点，所以我也会这样做。

然后我们需要一个迭代器，它将值 [0, n) 作为我们的源，所以 boost::counting_iterator<int>。

最后，我们需要一个 Callable 将 o.f 应用于我们的值，所以让我们在 lambda 中捕获 o。

#include <algorithm>
#include <execution>
#include <boost/iterator/counting_iterator.hpp>

// assert(v.size() >= n)
std::transform(std::execution::par, boost::counting_iterator<int>(0), boost::counting_iterator<int>(n), v.begin(), [&o](int i){ return o.f(i); });

如果o.f 不执行任何“向量化不安全操作”，您可以使用std::execution::par_unseq，这可能 在同一线程上交错调用（即展开循环并使用 SIMD说明）

Answer 2

在现有编译器领域，记住 M/S 甚至无法为 C++11 提供这些东西，更不用说 C++17/20，C++11 的答案类似于：

typedef v.value_type R;
std::vector< std::future<R> > fut(n);
for (int i=0; i<n; i++)
    fut[i] = std::async(std::launch::async, O::f, o, i);
for (auto& f : fut)
    v.push_back(f.get());

@arne 建议我们可以通过考虑处理器数量 (P) 来限制任务数量来做得更好，这是正确的，尽管上面的代码会清楚地表明你是否真的会从多线程中受益f. 方法鉴于我们只想同时启动 X 个作业，其中 X > P,

typedef v.value_type R;
std::vector< std::future<R> > fut(n);
for (ssize_t i=0, j=-X; j<n; i++,j++)
{
    if (i<n)    fut[i] = std::async(std::launch::async, O::f, o, i);
    if (j>=0)   v.push_back(fut[j].get());
}

我并不是说上面的代码“很棒”，但是如果工作足够复杂以至于我们需要多线程，那么额外循环几次的成本就不会被注意到。你会注意到如果 X > n 循环会在中间旋转几次，但会产生正确的结果:-)