C++ 函数如何支持并行计算?

c++++ 函数并行计算利用线程、互斥体和并行算法实现:使用线程和互斥体同步任务,避免数据竞争。使用并行算法高效执行常见任务,如矩阵相乘。结合这些机制,可编写可扩展且高性能的 c++ 代码,满足现代计算需求。

C++ 函数如何支持并行计算?

C++ 函数并行计算:深入浅出

在现代计算世界中,并行计算已成为满足不断增长的计算需求的关键。并行计算通过将任务分配给多个处理器,显著提高了程序性能。C++ 标准库提供了强大的机制,支持函数并行,使开发人员能够轻松地编写可扩展、高性能的代码。

线程和互斥体

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C++ 使用线程来实现并行计算。线程是应用程序中的独立执行单元,可以同时运行。互斥体用于同步线程,确保对共享资源的访问受控,避免数据竞争。

语法

在 C++ 中,使用 thread 类和 launch 函数来创建和启动线程。语法如下:

#include using namespace std;int main() {  thread t([]() {    // 子线程执行的代码  });  t.join();  // 等待子线程完成  return 0;}

并行算法

C++ 标准库提供了许多并行算法,可以并行执行常见任务。例如:

#include vector v;transform(v.begin(), v.end(), v.begin(), [](int x) { return x * 2; });

实战案例:矩阵相乘

考虑一个矩阵相乘问题,其中两个矩阵 AB 的维数为 m x nn x p。矩阵相乘的并行算法如下:

vector<vector> matrixMultiply(vector<vector>& A, vector<vector>& B) {  int m = A.size(), n = A[0].size(), p = B[0].size();  vector<vector> C(m, vector(p));  // 为每个元素创建并启动线程  for (int i = 0; i < m; ++i) {    for (int j = 0; j < p; ++j) {      thread t([i, j, &A, &B, &C]() {        int sum = 0;        for (int k = 0; k < n; ++k) {          sum += A[i][k] * B[k][j];        }        C[i][j] = sum;      });      t.join();    }  }  return C;}

结论

通过线程、互斥体和并行算法,C++ 提供了强大的机制,支持函数并行计算。开发人员可以使用这些特性编写可扩展、高性能的代码,有效地满足现代计算需求。

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