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C++多线程实现高效计算1+2+3+......+n

2023-07-13 16:47:58 深夜i -- --

C++ 多线程高效计算 1+2+3+ +n 实现

计算从1~n的累加和是一个很简单的问题，但如果n非常大，那么使用单线程计算是非常耗时的。为了解决这个问题，可以使用C++多线程来实现高效计算1+2+3+……+n。

首先，我们需要知道如何使用单线程来计算1+2+3+……+n。这个问题可以通过使用for循环来解决。代码如下：


int sum = 0;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
  sum += i;
}

现在我们来看看如何使用C++多线程来计算1+2+3+……+n。

首先，我们可以将1~n的数字范围划分为几个不重叠的子范围，每个子范围由一个线程来计算。例如，如果n=100，我们可以将1~100分成4个子范围：1~25、26~50、51~75和76~100。然后，我们可以创建4个线程来计算每个子范围的累加和，每个线程负责计算其中一个子范围的累加和。代码如下：


#include <iostream>
#include <thread>
#include <vector>
void accumulate(int start, int end, int& result) {
  result = 0;
  for (int i = start; i <= end; i++) {
    result += i;
  }
}
int main() {
  int n = 100;
  int num_threads = 4;
  int block_size = n / num_threads;
  std::vector<std::thread> threads(num_threads);
  std::vector<int> results(num_threads);
  
  for (int i = 0; i < num_threads; i++) {
    int start = i * block_size + 1;
    int end = (i + 1) * block_size;
    threads[i] = std::thread(accumulate, start, end, std::ref(results[i]));
  }
  
  for (auto& t : threads) {
    t.join();
  }
  
  int sum = 0;
  for (int i = 0; i < num_threads; i++) {
    sum += results[i];
  }
  
  std::cout << "Sum of 1 to " << n << " is " << sum << std::endl;
  
  return 0;
}

在上面的代码中，我们首先计算出每个子范围的起始位置和结束位置，然后创建相应数量的线程，并将每个线程的计算结果存储在一个vector中。最后，我们使用for循环将每个线程的计算结果相加，得到最终的累加和。

由于计算每个子范围的累加和是独立的，因此每个线程可以并行计算，从而提高了计算的效率。在实际应用中，我们可以根据CPU的核心数和任务的性质来设置线程的数量和计算的粒度，以达到最佳的性能。

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