# std::reduce

< cpp‎ | algorithm

定义于头文件 `<numeric>` |  |
| (1) |
template<class InputIt> typename std::iterator_traits<InputIt>::value_type reduce( InputIt first, InputIt last); |  | (C++17 起) (C++20 前)
template<class InputIt> constexpr typename std::iterator_traits<InputIt>::value_type reduce( InputIt first, InputIt last); |  | (C++20 起)
template<class ExecutionPolicy, class ForwardIt> typename std::iterator_traits<ForwardIt>::value_type reduce( ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt first, ForwardIt last); | (2) | (C++17 起)
| (3) |
template<class InputIt, class T> T reduce(InputIt first, InputIt last, T init); |  | (C++17 起) (C++20 前)
template<class InputIt, class T> constexpr T reduce(InputIt first, InputIt last, T init); |  | (C++20 起)
template<class ExecutionPolicy, class ForwardIt, class T> T reduce(ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt first, ForwardIt last, T init); | (4) | (C++17 起)
| (5) |
template<class InputIt, class T, class BinaryOp> T reduce(InputIt first, InputIt last, T init, BinaryOp binary_op); |  | (C++17 起) (C++17 前)
template<class InputIt, class T, class BinaryOp> constexpr T reduce(InputIt first, InputIt last, T init, BinaryOp binary_op); |  | (C++17 起)
template<class ExecutionPolicy, class ForwardIt, class T, class BinaryOp> T reduce(ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt first, ForwardIt last, T init, BinaryOp binary_op); | (6) | (C++17 起)

1) 同 reduce(first, last, typename std::iterator_traits<InputIt>::value_type{})
3) 同 reduce(first, last, init, std::plus<>())
5) 在 `binary_op` 上以初值 `init` 规约范围 [first; last) ，可能以未指定方式排序聚合。
2,4,6) 同 (1,3,5) ，但按照 `policy` 执行。这些重载仅若 std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>> (C++20 前)std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>> (C++20 起) 为 true 才参与重载决议。

若 `binary_op` 非结合或非交换，则行为非确定。

若 `binary_op` 修改 [first; last] 中任何元素或非法化范围中任何迭代器，含尾迭代器，则行为未定义。

### 参数

first, last | - | 要应用算法的元素范围
init | - | 广义和的初值
policy | - | 使用的执行策略。细节见执行策略。
binary_op | - | 将以未指定顺序应用于解引用输入迭代器结果、其他 `binary_op` 结果及 `init` 上的二元函数对象 (FunctionObject) 。
类型要求
- `InputIt` 必须满足老式输入迭代器 (LegacyInputIterator) 的要求。
- `ForwardIt` 必须满足老式向前迭代器 (LegacyForwardIterator) 的要求。
- `T` 必须满足可移动构造 (MoveConstructible) 的要求。而且 `binary_op(init, *first)` 、 `binary_op(*first, init)` 、 `binary_op(init, init)` 及 `binary_op(*first, *first)` 必须可转换到 `T` 。

### 返回值

`init` 及 `*first` 、 `*(first+1)` 、…… `*(last-1)` 在 `binary_op` 上的广义和，

其中广义和 GSUM(op, a
1, ..., a
N) 定义如下：

- 若 N=1 ，则为 a
  1
- 若 N > 1 ，则为 op(GSUM(op, b
  1, ..., b
  K), GSUM(op, b
  M, ..., b
  N)) ，其中

  - b
    1, ..., b
    N 可以是任何 a1, ..., aN 的排列，且
  - 1 < K+1 = M ≤ N

换言之， `reduce` 表现类似 std::accumulate ，除了范围中的元素可能以任意顺序分组并重排。

### 复杂度

O(last - first) 次应用 `binary_op`.

### 异常

拥有名为 `ExecutionPolicy` 的模板形参的重载按下列方式报告错误：

- 若作为算法一部分调用的函数的执行抛出异常，且 `ExecutionPolicy` 为标准策略之一，则调用 std::terminate 。对于任何其他 `ExecutionPolicy` ，行为是实现定义的。
- 若算法无法分配内存，则抛出 std::bad_alloc 。

### 注解

若范围为空，则返回不修改的 `init` 。

### 示例

reduce 与 std::accumulate 间并行的比较：

    #include <iostream>
    #include <chrono>
    #include <vector>
    #include <numeric>
    #include <execution>

    int main()
    {
        std::vector<double> v(10'000'007, 0.5);

        {
            auto t1 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
            double result = std::accumulate(v.begin(), v.end(), 0.0);
            auto t2 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
            std::chrono::duration<double, std::milli> ms = t2 - t1;
            std::cout << std::fixed << "std::accumulate result " << result
                      << " took " << ms.count() << " ms\n";
        }

        {
            auto t1 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
            double result = std::reduce(std::execution::par, v.begin(), v.end());
            auto t2 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
            std::chrono::duration<double, std::milli> ms = t2 - t1;
            std::cout << "std::reduce result "
                      << result << " took " << ms.count() << " ms\n";
        }
    }

可能的输出：

    std::accumulate result 5000003.50000 took 12.7365 ms
    std::reduce result 5000003.50000 took 5.06423 ms

### 参阅

accumulate | 对一个范围内的元素求和 (函数模板)
transform | 将一个函数应用于某一范围的各个元素，并在目标范围存储结果 (函数模板)
transform_reduce (C++17) | 应用一个函数对象，然后以乱序规约 (函数模板)