c++如何使用std::async实现简单的并行for循环_c++任务并行基础

尼克

发布时间：2025-12-05 09:31:02

160人浏览过

来源于php中文网

原创

使用std::async可通过拆分循环区间实现并行for，每个区间由异步任务处理；2. 示例中将数组分块并计算各块平方和，最后合并结果；3. 应根据std::thread::hardware_concurrency()控制任务数以避免资源耗尽；4. 优点为代码简洁、无需额外依赖，缺点是缺乏负载均衡且线程开销大；5. 需注意lambda捕获变量的有效性及调用fut.get()获取结果。

c++如何使用std::async实现简单的并行for循环_c++任务并行基础

在C++中，std::async 提供了一种启动异步任务的简便方式。虽然它不像OpenMP那样直接支持并行for循环，但可以通过手动拆分循环迭代来模拟简单的并行for行为。这种方式适合学习任务并行的基础概念。

基本思路：将循环范围拆分为多个块

要使用 std::async 实现并行for循环，可以把一个大循环分成若干个子区间，每个子区间由一个异步任务处理。所有任务通过 std::async 启动，默认使用 std::launch::async 策略确保真正异步执行。

示例：并行计算数组元素的平方和

假设有一个包含10000个整数的数组，我们想并行计算它们的平方和：

立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；

#include 
#include 
#include 
#include 

long long parallel_for_square_sum(const std::vector& data, int num_tasks) {
    int chunk_size = data.size() / num_tasks;
    std::vector> futures;

    for (int i = 0; i < num_tasks; ++i) {
        int start = i * chunk_size;
        int end = (i == num_tasks - 1) ? data.size() : start + chunk_size;

        futures.push_back(std::async(std::launch::async, [&data, start, end]() {
            long long sum = 0;
            for (int j = start; j < end; ++j) {
                sum += static_cast(data[j]) * data[j];
            }
            return sum;
        }));
    }

    long long total = 0;
    for (auto& fut : futures) {
        total += fut.get(); // 等待完成并获取结果
    }

    return total;
}

控制并发数量避免资源耗尽

std::async 如果不加限制地创建大量任务，可能导致线程过多，系统调度开销变大甚至崩溃。建议根据硬件核心数控制任务数。

获取CPU核心数的方法：

甲骨文AI协同平台

专门用于甲骨文研究的革命性平台

下载

```cpp int hardware_threads = std::thread::hardware_concurrency(); int num_tasks = std::min(hardware_threads > 0 ? hardware_threads : 4, static_cast(data.size())); ```

这样既能充分利用多核，又不会过度创建线程。

适用场景与局限性

优点：

代码简洁，易于理解，适合教学和原型开发
利用了标准库，无需额外依赖
每个任务独立，无数据竞争（只要不共享可写数据）

缺点：

不能动态负载均衡，若各块计算量不均，会拉长整体时间
频繁使用 std::async 可能导致线程创建开销大（取决于实现）
不适合嵌套或细粒度并行

注意事项

确保捕获变量时使用正确的引用方式。如果在lambda中使用外部变量，应以引用捕获（如 [&data, start, end]），但要保证这些变量在任务执行期间仍然有效。

不要忘记调用 fut.get() 或 fut.wait()，否则析构时程序可能终止。

基本上就这些。用 std::async 做并行for是一种简单可行的学习手段，适合入门任务并行模型。

如何用C++实现一个有限状态机（FSM）？C++游戏AI与协议解析【设计模式】

c++如何实现一个简单的神经网络推理框架_c++ ONNX Runtime集成【AI】

c++如何使用TensorRT进行模型部署优化_c++ NVIDIA推理引擎入门【AI】

如何用C++实现一个ECS（实体组件系统）？C++游戏引擎架构模式【游戏开发】

C++如何实现一个简单的A*寻路算法_C++游戏AI开发中的路径规划实战

c++速学教程(入门到精通)

c++怎么学习？c++怎么入门？c++在哪学？c++怎么学才快？不用担心，这里为大家提供了c++速学教程(入门到精通)，有需要的小伙伴保存下载就能学习啦！

下载

相关标签:

ai c++ ios stream 异步任务标准库 for int 循环 Lambda 线程 Thread 并发异步负载均衡

本站声明：本文内容由网友自发贡献，版权归原作者所有，本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容，请联系admin@php.cn

上一篇：C++ std::function和std::bind用法_C++函数式编程技巧下一篇：C++ nullptr和NULL有什么区别_C++11空指针常量安全性分析

作者最新文章

Win11怎么启用高对比度模式_Win11辅助功能显示增强【显示】

2026-01-20 09:50

Win11怎么设置显示器输入源自动切换_Win11多接口识别优化【硬件】

2026-01-20 09:52

如何使用Folly库提升c++服务性能？ (Facebook开源库)

2026-01-20 09:53

c++23的std::expected的monadic接口是什么？ (and_then, or_else)

2026-01-20 10:03

oppo云服务官网在线登录 oppo云服务数据中心入口

2026-01-20 10:10

Sublime打开超大文件为什么比其他编辑器快？ (性能优势解析)

2026-01-20 10:16

cad样条曲线怎么编辑顶点_cad样条曲线顶点编辑技巧

2026-01-20 10:17

千牛电脑版登录网址千牛商家后台登录

2026-01-20 10:18

电脑怎么设置自动关机任务计划设置【方法】

2026-01-20 10:23

composer如何安装特定的dev-master版本_composer开发分支安装技巧【详解】

2026-01-20 10:31

热门AI工具

DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

AI大模型

开放平台

豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

AI大模型

通义千问

阿里巴巴推出的全能AI助手

AI大模型

腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文档处理

Excel 表格

文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人，通过对话可以生成各种形式的内容。

AI大模型

中文写作

讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具，可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

中文写作

写作工具

即梦AI

一站式AI创作平台，免费AI图片和视频生成。

图片拼接

图画生成

ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序，ChatGPT不单是聊天机器人，还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

AI大模型

中文写作

智谱清言 - 免费全能的AI助手

AI大模型

PDF 文档

相关专题

string转int

在编程中，我们经常会遇到需要将字符串(str)转换为整数(int)的情况。这可能是因为我们需要对字符串进行数值计算，或者需要将用户输入的字符串转换为整数进行处理。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章，欢迎大家前来学习阅读。

318

2023.08.02

int占多少字节

int占4个字节，意味着一个int变量可以存储范围在-2,147,483,648到2,147,483,647之间的整数值，在某些情况下也可能是2个字节或8个字节，int是一种常用的数据类型，用于表示整数，需要根据具体情况选择合适的数据类型，以确保程序的正确性和性能。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容，供大家免费下载体验。

538

2024.08.29

c++怎么把double转成int

本专题整合了 c++ double相关教程，阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

2025.08.29

C++中int的含义

本专题整合了C++中int相关内容，阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

197

2025.08.29

lambda表达式

Lambda表达式是一种匿名函数的简洁表示方式，它可以在需要函数作为参数的地方使用，并提供了一种更简洁、更灵活的编码方式，其语法为“lambda 参数列表: 表达式”，参数列表是函数的参数，可以包含一个或多个参数，用逗号分隔，表达式是函数的执行体，用于定义函数的具体操作。本专题为大家提供lambda表达式相关的文章、下载、课程内容，供大家免费下载体验。

204

2023.09.15

python lambda函数

本专题整合了python lambda函数用法详解，阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

190

2025.11.08

Python lambda详解

本专题整合了Python lambda函数相关教程，阅读下面的文章了解更多详细内容。

2026.01.05

线程和进程的区别

线程和进程的区别：线程是进程的一部分，用于实现并发和并行操作，而线程共享进程的资源，通信更方便快捷，切换开销较小。本专题为大家提供线程和进程区别相关的各种文章、以及下载和课程。

481

2023.08.10

Java JVM 原理与性能调优实战

本专题系统讲解 Java 虚拟机（JVM）的核心工作原理与性能调优方法，包括 JVM 内存结构、对象创建与回收流程、垃圾回收器（Serial、CMS、G1、ZGC）对比分析、常见内存泄漏与性能瓶颈排查，以及 JVM 参数调优与监控工具（jstat、jmap、jvisualvm）的实战使用。通过真实案例，帮助学习者掌握 Java 应用在生产环境中的性能分析与优化能力。

2026.01.20

热门下载

网站特效

网站源码

网站素材

前端模板