std::reduce

Определено в заголовке `<numeric>`
	(1)
template< class InputIt > typename std::iterator_traits<InputIt>::value_type reduce( InputIt first, InputIt last );		(с C++17) (до C++20)
template< class InputIt > constexpr typename std::iterator_traits<InputIt>::value_type reduce( InputIt first, InputIt last );		(с C++20)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt > typename std::iterator_traits<ForwardIt>::value_type reduce( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt first, ForwardIt last );	(2)	(с C++17)
	(3)
template< class InputIt, class T > T reduce( InputIt first, InputIt last, T init );		(с C++17) (до C++20)
template< class InputIt, class T > constexpr T reduce( InputIt first, InputIt last, T init );		(с C++20)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt, class T > T reduce( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt first, ForwardIt last, T init );	(4)	(с C++17)
	(5)
template< class InputIt, class T, class BinaryOp > T reduce( InputIt first, InputIt last, T init, BinaryOp binary_op );		(с C++17) (до C++20)
template< class InputIt, class T, class BinaryOp > constexpr T reduce( InputIt first, InputIt last, T init, BinaryOp binary_op );		(с C++20)
template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt, class T, class BinaryOp > T reduce( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt first, ForwardIt last, T init, BinaryOp binary_op );	(6)	(с C++17)

1) аналогично reduce(first, last, typename std::iterator_traits<InputIt>::value_type{})

3) аналогично reduce(first, last, init, std::plus<>())

5) Приводит диапазон [first, last), возможно, переупорядочивая и агрегируя неопределённым образом, вместе с начальным значением init по binary_op.

2,4,6) Аналогично (1,3,5), но выполняется согласно policy. Эти перегрузки не участвуют в разрешении перегрузки, если

`std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>>` является `true`.	(до C++20)
`std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>>` является `true`.	(с C++20)

Поведение не определено, если binary_op не ассоциативна или не коммутативна.

Поведение неопределено, если binary_op изменяет любой элемент или делает недействительным любой итератор в [first, last), включая конечный итератор.

Параметры

first, last	-	диапазон элементов, к которым будет применено алгоритм
init	-	начальное значение обобщённой суммы
policy	-	стратегия выполнения. Подробнее см. стратегия выполнения.
binary_op	-	бинарный Функциональный объект, который будет применяться в неопределённом порядке к результату обращения по ссылке к входным итераторам, результатам других `binary_op` и `init`.
Требования к типу
-`InputIt` должно соответствовать требованиям ЛегасиInputIterator.
-`ForwardIt` должно соответствовать требованиям ЛегасиForwardIterator.
-`T` должно соответствовать требованиям MoveConstructible. и `binary_op(init, first)`, `binary_op(first, init)`, `binary_op(init, init)`, и `binary_op(first, first)` должны быть преобразуемы к `T`.

Возвращаемое значение

Обобщённая сумма init и *first, *(first + 1), ... *(last - 1) по binary_op,

где обобщённая сумма GSUM(op, a₁, ..., a_N) определяется следующим образом:

если N = 1, a₁
если N > 1, op(GSUM(op, b₁, ..., b_K), GSUM(op, b_M, ..., b_N)) где

b₁, ..., b_N могут быть любой перестановкой a1, ..., aN и
1 < K + 1 = M ≤ N

другими словами, reduce ведет себя как std::accumulate за исключением того, что элементы диапазона могут быть сгруппированы и переупорядочены произвольным образом

Сложность

O(last - first) применений binary_op.

Исключение

Перегрузки с параметром шаблона ExecutionPolicy сообщают об ошибках следующим образом:

Если выполнение функции, вызванной как часть алгоритма, выбрасывает исключение, и ExecutionPolicy является одной из стандартных стратегий, std::terminate вызывается. Для любой другой ExecutionPolicy, поведение определяется реализацией.
Если алгоритм не может выделить память, std::bad_alloc выбрасывается.

Примечания

Если диапазон пуст, возвращается init, не изменённая.

Пример

сравнение std::reduce и std::accumulate:

#if PARALLEL
#include <execution>
#define SEQ std::execution::seq,
#define PAR std::execution::par,
#else
#define SEQ
#define PAR
#endif
 
#include <chrono>
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <numeric>
#include <utility>
#include <vector>
 
int main()
{
    std::cout.imbue(std::locale("en_US.UTF-8"));
    std::cout << std::fixed << std::setprecision(1);
    auto eval = [](auto fun)
    {
        const auto t1 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        const auto [name, result] = fun();
        const auto t2 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        const std::chrono::duration<double, std::milli> ms = t2 - t1;
        std::cout << std::setw(28) << std::left << name << "sum: "
                  << result << "\t time: " << ms.count() << " ms\n";
    };
    {
        const std::vector<double> v(100'000'007, 0.1);
 
        eval([&v]{ return std::pair{"std::accumulate (double)",
            std::accumulate(v.cbegin(), v.cend(), 0.0)}; } );
        eval([&v]{ return std::pair{"std::reduce (seq, double)",
            std::reduce(SEQ v.cbegin(), v.cend())}; } );
        eval([&v]{ return std::pair{"std::reduce (par, double)",
            std::reduce(PAR v.cbegin(), v.cend())}; } );
    }
    {
        const std::vector<long> v(100'000'007, 1);
 
        eval([&v]{ return std::pair{"std::accumulate (long)",
            std::accumulate(v.cbegin(), v.cend(), 0l)}; } );
        eval([&v]{ return std::pair{"std::reduce (seq, long)",
            std::reduce(SEQ v.cbegin(), v.cend())}; } );
        eval([&v]{ return std::pair{"std::reduce (par, long)",
            std::reduce(PAR v.cbegin(), v.cend())}; } );
    }
}

Возможный вывод:

// POSIX: g++ -std=c++23 ./example.cpp -ltbb -O3; ./a.out
std::accumulate (double)    sum: 10,000,000.7    time: 356.9 ms
std::reduce (seq, double)   sum: 10,000,000.7    time: 140.1 ms
std::reduce (par, double)   sum: 10,000,000.7    time: 140.1 ms
std::accumulate (long)      sum: 100,000,007     time: 46.0 ms
std::reduce (seq, long)     sum: 100,000,007     time: 67.3 ms
std::reduce (par, long)     sum: 100,000,007     time: 63.3 ms
 
// POSIX: g++ -std=c++23 ./example.cpp -ltbb -O3 -DPARALLEL; ./a.out
std::accumulate (double)    sum: 10,000,000.7    time: 353.4 ms
std::reduce (seq, double)   sum: 10,000,000.7    time: 140.7 ms
std::reduce (par, double)   sum: 10,000,000.7    time: 24.7 ms
std::accumulate (long)      sum: 100,000,007     time: 42.4 ms
std::reduce (seq, long)     sum: 100,000,007     time: 52.0 ms
std::reduce (par, long)     sum: 100,000,007     time: 23.1 ms

См. также

accumulate	суммирует или сворачивает диапазон элементов (шаблон функции)
transform	применяет функцию к диапазону элементов, сохраняя результаты в целевом диапазоне (шаблон функции)
transform_reduce (C++17)	применяет вызываемый объект, затем сворачивает вне очереди (шаблон функции)
ranges::fold_left (C++23)	сворачивает слева диапазон элементов (niebloid)

© cppreference.com
Licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike Unported License v3.0.
https://en.cppreference.com/w/cpp/algorithm/reduce