OpenMP 并行 For 循环中 std::vector 的最佳替代方案是什么？

C OpenMP 并行 For 循环：std::vector 的替代品

简介：

使用 OpenMP 的并行 for 循环构造时，选择合适的数据结构对于性能和线程安全至关重要。本文探讨了在并行区域内实现共享数据结构时 std::vector 的替代方案。

std::vector 的替代方案：

1. 使用std::vector 与 OpenMP: 尽管存在顾虑，std::vector 通常可以有效地与 OpenMP 一起使用，提供良好的性能和线程 安全。通过利用 #pragma omp 关键指令或 OpenMP 4.0 的用户定义缩减，可以在并行循环中修改和组合数据。
2. std::vector 与 #pragma omp 声明缩减： OpenMP 4.0 引入了#pragma omp dereduction 指令，该指令支持用户定义的缩减。这通过定义自定义归约操作简化了用于并行组合向量的代码。
3. std::vector 与 Ordered Schedule: 要维护元素的顺序，请使用带有 Ordered Schedule 的静态时间表平行区域中的有序部分。这避免了对额外向量或关键部分的需要，但仅当顺序至关重要时。
4. 具有原子操作的自定义数据结构：对于复杂或高度并发的场景，请考虑创建自定义数据利用原子操作的结构。这提供了对线程访问的细粒度控制并确保数据一致性。
5. 基于前缀的方法：实现共享 size_t 数组来跟踪线程本地向量的前缀大小。这允许动态调整共享向量的大小，而无需同步开销。

结论：

std::vector 的最佳替代方案取决于 std::vector 的具体要求该应用程序。虽然使用 OpenMP 的 std::vector 通常就足够了，但自定义数据结构、用户定义的缩减和基于前缀的方法在复杂场景的性能和线程安全方面提供了潜在的优势。

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