使用 c++++ 函数式编程特性可以创建可伸缩的高性能并发程序：使用 lambda 表达式和函数对象定义无状态的并发代码块；利用 std::for_each 和 std::transform 等并行算法并发执行代码块；采用 std::async 和 std::future 用于创建和管理并行任务；实践示例展示了并行素性检查，涉及创建整数数组、使用 std::async 并行检查素性、等待任务完成并收集结果。
使用 C++ 函数创建可伸缩的高性能并发程序
引言
在现代多核计算环境中，开发可伸缩的高性能并发程序至关重要。C++ 提供了丰富的函数式特性，可简化此过程。本文将探讨如何使用 C++ 函数创建可伸缩的并发程序，并提供一个实战案例。
函数式并发
C++ 中的函数式编程通过 lambda 表达式和函数对象（即 functors）支持并发。这些特性使我们能够定义无状态且可并行执行的代码块。例如：
std::function sum = [](int a, int b) { return a + b; };
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此 lambda 表达式定义了一个无状态函数，它计算两个整数的和。
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并行算法
C++ 标准库提供了强大的并行算法，如 std::for_each 和 std::transform。这些算法使用多线程并发执行代码块：
std::vector numbers = {1, 2, 3, 4, 5};std::transform(numbers.begin(), numbers.end(), numbers.begin(), [](int n) { return n * n; });
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此代码使用 std::transform 将数字数组的每个元素平方，并行执行此操作。
实战案例：并行素性检查
为了展示函数式并发，我们编写一个程序来并行检查大量数字的素性。以下是算法的步骤：
创建一个整数数组。使用 std::async 创建并行的任务来检查每个数字的素性。等待所有任务完成并收集结果。
C++ 代码
#include #include #include bool is_prime(int n) { for (int i = 2; i numbers = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11}; std::vector> results; for (int n : numbers) { results.push_back(std::async(std::launch::async, is_prime, n)); } std::vector primes; for (auto& result : results) { primes.push_back(result.get()); } for (int i = 0; i 在这个示例中，is_prime 函数是一个无状态函数，它检查单个数字的素性。std::async 用于创建并行任务，而 std::future 用于获取任务结果。主函数等待所有任务完成，然后将结果打印到控制台上。
结论
C++ 函数式编程特性提供了创建可伸缩高性能并发程序的强大平台。通过结合 lambda 表达式、函数对象和并行算法，我们可以有效地处理多线程环境中的复杂计算任务。本文展示的实战案例进一步说明了这些特性的实用性。
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