在 C++ 中計算兩個向量的點積
Jinku Hu
2023年10月12日
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使用
std::inner_product在 C++ 中計算兩個向量的點積 -
使用
std::transform_reduce在 C++ 中計算兩個向量的點積 -
使用
std::transform_reduce和std::execution::par計算兩個向量的點積
本文將演示在 C++ 中計算兩個向量的點積的多種方法。
點積是兩個向量的相應元素的乘積之和。假設我們有兩個向量-{1，2，3} 和 {4，5，6}，這兩個向量的點積是 1*4+2*5+3*6=32。
使用 std::inner_product 在 C++ 中計算兩個向量的點積
std::inner_product 是 C++ 數值演算法庫的一部分，包含在 <numeric> 頭中。該方法計算兩個範圍的乘積之和，第一個範圍用 begin/end 迭代器指定，第二個範圍只用 begin 指定。該函式還將 init 作為第四個引數來初始化累加器的值。返回值是給定範圍的最終點積值。注意 std::inner_product 總是按照給定的順序執行操作。
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <numeric>
#include <vector>
using std::copy;
using std::cout;
using std::endl;
using std::vector;
int main() {
vector<int> vec1{1, 2, 3, 4, 5};
vector<int> vec2{2, 4, 6, 8, 10};
copy(vec1.begin(), vec1.end(), std::ostream_iterator<int>(cout, "; "));
cout << endl;
copy(vec2.begin(), vec2.end(), std::ostream_iterator<int>(cout, "; "));
cout << endl;
cout << "Scalar product is: "
<< inner_product(vec1.begin(), vec1.end(), vec2.begin(), 0);
cout << endl;
return EXIT_SUCCESS;
}
輸出：
1; 2; 3; 4; 5;
2; 4; 6; 8; 10;
Scalar product is: 110
使用 std::transform_reduce 在 C++ 中計算兩個向量的點積
與之前的方法不同，std::transform_reduce 可以不按順序對範圍進行操作，從而使效能最大化。std::transform_reduce 本質上是 std::inner_product 演算法的並行化版本。下面的例子演示了函式的執行，其引數與前面的例子中傳遞的引數相同。
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <numeric>
#include <vector>
using std::copy;
using std::cout;
using std::endl;
using std::inner_product;
using std::vector;
int main() {
vector<int> vec1{1, 2, 3, 4, 5};
vector<int> vec2{2, 4, 6, 8, 10};
copy(vec1.begin(), vec1.end(), std::ostream_iterator<int>(cout, "; "));
cout << endl;
copy(vec2.begin(), vec2.end(), std::ostream_iterator<int>(cout, "; "));
cout << endl;
cout << "Scalar product is: "
<< std::transform_reduce(vec1.begin(), vec1.end(), vec2.begin(), 0);
return EXIT_SUCCESS;
}
輸出：
1; 2; 3; 4; 5;
2; 4; 6; 8; 10;
Scalar product is: 110
使用 std::transform_reduce 和 std::execution::par 計算兩個向量的點積
另外，還可以為 std::transform_reduce 演算法指定一個執行策略。這種方法為程式設計師提供了更多的控制，因為程式流程可以通過本手冊中定義的執行規則進行定製。儘管使用 transform_reduce 可以提高效能，但在指定並行執行策略時，應時刻注意潛在的競爭條件。
#include <execution>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <numeric>
#include <vector>
using std::copy;
using std::cout;
using std::endl;
using std::inner_product;
using std::vector;
int main() {
vector<int> vec1{1, 2, 3, 4, 5};
vector<int> vec2{2, 4, 6, 8, 10};
copy(vec1.begin(), vec1.end(), std::ostream_iterator<int>(cout, "; "));
cout << endl;
copy(vec2.begin(), vec2.end(), std::ostream_iterator<int>(cout, "; "));
cout << endl;
cout << "Scalar product is: "
<< std::transform_reduce(std::execution::par, vec1.begin(), vec1.end(),
vec2.begin(), 0);
return EXIT_SUCCESS;
}
輸出：
1; 2; 3; 4; 5;
2; 4; 6; 8; 10;
Scalar product is: 110
作者： Jinku Hu
