
C++17 引入了并行算法支持,让标准库中的许多算法可以在多核处理器上并行执行,从而提升性能。这一特性通过在调用算法时传入执行策略(execution policy)来实现。合理使用这些策略,可以显著加速数据密集型操作,如排序、查找、归约等。
启用并行执行策略
C++17 定义了三种执行策略,包含在头文件
- std::execution::seq:顺序执行,不并行,适用于有依赖的操作。
- std::execution::par:允许算法在多个线程上并行执行。
- std::execution::par_unseq:允许并行和向量化执行(如 SIMD 指令)。
使用时需包含头文件并选择合适的策略。例如,并行排序:
#include#include #include std::vector
data(1000000); // 填充数据... // 并行排序 std::sort(std::execution::par, data.begin(), data.end());
常见可并行化的标准算法
以下标准算法支持并行化,配合执行策略可提升性能:
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- std::for_each:对每个元素执行函数,适合无依赖的批量处理。
- std::transform:转换数据,如数组逐元素计算。
- std::reduce:归约操作(如求和),比 std::accumulate 更适合并行。
- std::sort:大数组排序能明显受益于并行化。
- std::find:并行查找,尽早发现结果可提前结束。
示例:并行计算数组平方和
#include#include #include std::vector
vec(1000000, 2.0); double sum = std::transform_reduce( std::execution::par, vec.begin(), vec.end(), vec.begin(), 0.0, std::plus<>{}, [](double a, double b) { return a * b; } );
性能考量与使用建议
并行算法并非总是更快,需注意以下几点:
- 小数据集开销大于收益,线程调度和同步成本可能抵消并行优势。
- 确保操作无数据竞争,lambda 或函数对象应避免共享可变状态。
- 内存访问模式影响性能,并行遍历时连续内存更高效。
- 不是所有平台都完全支持
,编译时需启用 C++17 并确认 STL 实现(如 GCC 9+、MSVC 支持较好)。
编译选项示例(GCC/Clang):
g++ -std=c++17 -O2 -ltbb your_file.cpp其中 -ltbb 链接 Intel TBB 库,某些实现依赖它提供并行后端。
基本上就这些。用好 C++17 并行算法,能在合适场景下轻松提升程序吞吐量,但要结合实际数据规模和硬件环境权衡使用。











