并行前缀

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2019-10-11 20:24:57 +08:00
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@@ -2592,11 +2592,95 @@ Index: 10 gmeinne
```
比较器必须作为第三个参数传递给重载的 **binarySearch()** 。在本例中,成功是有保证的,因为搜索项是从数组本身中选择的。
<!-- Accumulating with parallelPrefix() -->
## parallelPrefix并行前缀
没有“prefix()”方法,只有 **parallelPrefix()**。这类似于 **Stream** 类中的 **reduce()** 方法:它对前一个元素和当前元素执行一个操作,并将结果放入当前元素位置:
```JAVA
// arrays/ParallelPrefix1.java
import onjava.*;
import java.util.Arrays;
import static onjava.ArrayShow.*;
public class ParallelPrefix1 {
public static void main(String[] args) {
int[] nums = new Count.Pint().array(10);
show(nums);
System.out.println(Arrays.stream(nums).reduce(Integer::sum).getAsInt());
Arrays.parallelPrefix(nums, Integer::sum);
show(nums);
System.out.println(Arrays.stream(new Count.Pint().array(6)).reduce(Integer::sum).getAsInt());
}
}
/* Output:
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
45
[0, 1, 3, 6, 10, 15, 21, 28, 36, 45]
15
*/
```
这里我们对数组应用Integer::sum。在位置0中它将先前计算的值(因为没有先前的值)与原始数组位置0中的值组合在一起。在位置1中它获取之前计算的值(它只是存储在位置0中)并将其与位置1中先前计算的值相结合。依次往复。
使用 **Stream.reduce()**,您只能得到最终结果,而使用 **Arrays.parallelPrefix()**,您还可以得到所有中间计算,以确保它们是有用的。注意,第二个 **Stream.reduce()** 计算的结果已经在 **parallelPrefix()** 计算的数组中。
使用字符串可能更清楚:
```JAVA
// arrays/ParallelPrefix2.java
import onjava.*;
import java.util.Arrays;
import static onjava.ArrayShow.*;
public class ParallelPrefix2 {
public static void main(String[] args) {
String[] strings = new Rand.String(1).array(8);
show(strings);
Arrays.parallelPrefix(strings, (a, b) -> a + b);
show(strings);
}
}
/* Output:
[b, t, p, e, n, p, c, c]
[b, bt, btp, btpe, btpen, btpenp, btpenpc, btpenpcc]
*/
```
如前所述,使用流进行初始化非常优雅,但是对于大型数组,这种方法可能会耗尽堆空间。使用 **setAll()** 执行初始化更节省内存:
```JAVA
// arrays/ParallelPrefix3.java
// {ExcludeFromTravisCI}
import java.util.Arrays;
public class ParallelPrefix3 {
static final int SIZE = 10_000_000;
public static void main(String[] args) {
long[] nums = new long[SIZE];
Arrays.setAll(nums, n -> n);
Arrays.parallelPrefix(nums, Long::sum);
System.out.println("First 20: " + nums[19]);
System.out.println("First 200: " + nums[199]);
System.out.println("All: " + nums[nums.length - 1]);
}
}
/* Output:
First 20: 190
First 200: 19900
All: 49999995000000
*/
```
因为正确使用 **parallelPrefix()** 可能相当复杂,所以通常应该只在存在内存或速度问题(或两者都有)时使用。否则,**Stream.reduce()** 应该是您的首选。
<!-- Summary -->
## 本章小结