std::exclusive_scan在C++17中仅提供串行版本,不支持并行执行策略;其行为为输出第i项等于输入前i项的二元操作结果(默认加法),起始值由第三个参数指定,如{1,2,3,4}调用后得{0,1,3,6}。

std::exclusive_scan 是 C++17 的串行算法,没有并行版本
很多人搜 std::exclusive_scan 时默认它带并行能力,但实际不是:C++17 标准中 std::exclusive_scan 只有串行重载;所谓“并行前缀和”需要显式启用执行策略(execution policy),而该策略支持是从 C++17 起引入、但仅对部分算法有效——std::exclusive_scan 在 C++17 中**不支持并行策略**。
真正支持并行的前缀和算法是 std::inclusive_scan 和 std::exclusive_scan 的 C++20 扩展版本。C++17 下若强行传入 std::execution::par,编译器会报错或静默退化为串行(取决于实现)。
C++17 中正确调用 std::exclusive_scan(仅串行)
必须包含 ,且不能传入执行策略参数。它的行为是:输出序列第 i 个元素 = 输入序列前 i 个元素的二元操作结果(默认加法),起始值由第三个参数指定(即“独占”含义:不包含当前元素)。
- 第一个参数是输入迭代器起点(如
begin(v)) - 第二个是输入迭代器终点(如
end(v)) - 第三个是初始值(类型需与元素可运算,如
0或0.0) - 第四个是输出迭代器起点(如
out.begin()) - 第五个是可选二元操作(默认
std::plus{})
std::vectorv = {1, 2, 3, 4}; std::vector out(v.size()); std::exclusive_scan(v.begin(), v.end(), out.begin(), 0); // out == {0, 1, 3, 6}
想在 C++17 实现并行前缀和?得自己封装或换库
C++17 标准库不提供并行前缀和,常见替代路径有:
立即学习“C++免费学习笔记(深入)”;
- 用 OpenMP:在循环中手写分段 + 归约(注意临界区和依赖)
- 用 Intel TBB 的
tbb::exclusive_scan(需额外链接 tbb) - 升级到 C++20 并使用
std::exclusive_scan(std::execution::par_unseq, ...) - 用
std::transform_reduce+ 手动分块(仅适用于可结合操作,且无法直接得完整前缀数组)
特别注意:即使 C++20 支持并行 std::exclusive_scan,其输出迭代器也必须是随机访问类型(如 std::vector::iterator),否则编译失败。
容易踩的坑:初始值类型、迭代器类型、执行策略误用
三个高频错误:
-
std::exclusive_scan(..., 0)对std::vector会触发隐式转换警告甚至精度丢失,应写成0.0或T{} - 传入
std::list::iterator会导致编译失败——std::exclusive_scan要求输出迭代器支持operator+=(即随机访问) - 在 C++17 代码里写
std::execution::par会被忽略或报错,Clang/GCC 通常提示 “no matching function”,而不是静默并行
并行前缀和真正的难点不在调用语法,而在数据依赖性和扫描方向的不可分割性——哪怕用了 par_unseq,标准仍要求逻辑等价于串行扫描顺序,底层实现必须处理好跨段 carry-over,这点常被低估。











