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今天，我想分享一些在尝试实现这个简单操作时让我大吃一惊的东西：

在此处输入图像描述

我找到了执行相同操作的不同方法：

  1. 通过使用std::inner_product.
  2. 实现谓词并使用std::accumulate函数。
  3. 使用 C 风格的循环。

我想通过使用 Quick Bench 并启用所有优化来执行一些基准测试。

首先，我将两个 C++ 替代方案与浮点值进行了比较。这是使用的代码std::accumulate：

const auto predicate = [](const double previous, const double current) {
    return previous + current * current;
};
const auto result = std::accumulate(input.cbegin(), input.cend(), 0, predicate);

通过使用以下std::inner_product功能与此代码对比：

const auto result = std::inner_product(input.cbegin(), input.cend(), input.cbegin(), 1);

在启用所有优化的情况下运行基准测试后，我得到了以下结果：

在此处输入图像描述

两种算法似乎都达到了相同的性能。我确实想更进一步并尝试 C 实现：

double result = 0;
for (auto i = 0; i < input.size(); ++i) {
  result += input[i] * input[i];
}

令人惊讶的是，我发现：

在此处输入图像描述

我没想到会有这样的结果。我确定有什么问题，所以我检查了 GCC 实现：

template<typename _InputIterator1, typename _InputIterator2, typename _Tp>
inline _Tp
inner_product(_InputIterator1 __first1, _InputIterator1 __last1,
      _InputIterator2 __first2, _Tp __init)
{
  // concept requirements
  __glibcxx_function_requires(_InputIteratorConcept<_InputIterator1>)
  __glibcxx_function_requires(_InputIteratorConcept<_InputIterator2>)
  __glibcxx_requires_valid_range(__first1, __last1);

  for (; __first1 != __last1; ++__first1, (void)++__first2)
__init = __init + (*__first1 * *__first2);
  return __init;
}

我发现它和 C 实现是一样的。在回顾了实现之后，我发现了一些奇怪的东西，（或者至少我没有预料到会有那么大的影响）：在所有的内部积累中，它正在从迭代器 value_type 到初始值的类型进行转换。

在我的例子中，我将初始值初始化为 0 或 1，这些值被认为是整数，并且在每次累积中，编译器都在进行转换。在不同的测试用例中，我的输入数组存储了截断的浮点数，所以结果没有改变。

将初始值更新为双精度类型后：

const auto result = std::accumulate(input.cbegin(), input.cend(), 0.0, predicate);

和：

const auto result = std::inner_product(input.cbegin(), input.cend(), input.cbegin(), 0.0);

我得到了预期的结果：

在此处输入图像描述

现在，我知道将初始值保留为独立于迭代器底层类型的类型可能会使函数更灵活并允许做更多事情。但，

如果我正在累积数组的元素，我希望得到相同的类型作为结果。内积也一样。

它应该是默认行为吗？

为什么标准决定以这种方式执行它？

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如果我正在累积数组的元素，我希望得到相同的类型作为结果。

您的期望是错误的（尽管尚不清楚“与结果相同的类型”是什么意思），正如您从std::accumulate文档中可以清楚地看到的那样：

template< class InputIt, class T >
T accumulate( InputIt first, InputIt last, T init );

template< class InputIt, class T, class BinaryOperation >
T accumulate( InputIt first, InputIt last, T init,
              BinaryOperation op );

返回类型与您用于初始值的类型完全相同。您可以对循环产生相同的效果：

auto result = 0; // vs auto result = 0.0;
for (auto i = 0; i < input.size(); ++i) {
  result += input[i] * input[i];
}

为什么标准决定以这种方式执行它？

因为这样你可以决定你使用什么类型来聚合。Notestd::accumulate可用于左折叠和T不等于std::iterator_traits<InputIt>::value_type不小于（可能甚至更多）匹配时的情况。

于 2018-09-04T14:29:39.810 回答