次の方法で共有


方法: 例外処理を使用して並列ループを中断する

ここでは、基本ツリー構造の検索アルゴリズムを記述する方法について説明します。

PPL における取り消し処理」では、並列パターン ライブラリでのキャンセル処理の役割について説明しています。 例外処理を使用して並列処理を取り消す concurrency::task_group::cancelconcurrency::structured_task_group::cancel のメソッドを使用する方法よりも効率的です。 ただし、タスクまたは並列アルゴリズムを使用しているサードパーティのライブラリを呼び出すようなシナリオにおいて、そのライブラリが取り消し用の task_group または structured_task_group オブジェクトを提供しない場合は、例外処理を使用して処理を取り消す方法が適しています。

使用例

次の例は、1 つのデータ要素と子ノードのリストを含む基本 tree 型を示します。 次のセクションに、それぞれの子ノードに対して反復的に処理関数を実行する for_all メソッドの本体を示します。

// A simple tree structure that has multiple child nodes. 
template <typename T>
class tree
{
public:
   explicit tree(T data)
      : _data(data)
   {
   }

   // Retrieves the data element for the node. 
   T get_data() const
   {
      return _data;
   }

   // Adds a child node to the tree. 
   void add_child(tree& child)
   {
      _children.push_back(child);
   }

   // Performs the given work function on the data element of the tree and 
   // on each child. 
   template<class Function>
   void for_all(Function& action);

private:
   // The data for this node.
   T _data;
   // The child nodes.
   list<tree> _children;
};

for_all メソッドの例を次に示します。 これは、ツリーの各ノードに対して処理関数を並列に実行するために concurrency::parallel_for_each アルゴリズムを使用します。

// Performs the given work function on the data element of the tree and 
// on each child. 
template<class Function>
void for_all(Function& action)
{
   // Perform the action on each child.
   parallel_for_each(begin(_children), end(_children), [&](tree& child) {
      child.for_all(action);
   });

   // Perform the action on this node.
   action(*this);
}

次の例は search_for_value 関数で、提供された tree オブジェクト内で値を検索します。 この関数は、提供された値を含むツリー ノードを検出したときに例外をスローする処理関数を for_all メソッドに渡します。

サードパーティのライブラリによって、変更できない tree クラスが提供されるものとします。 この場合、for_all メソッドは task_group オブジェクトまたは structured_task_group オブジェクトを呼び出し元に提供しないため、例外処理の使用が適切です。 したがって、処理関数は、親タスク グループを直接取り消すことはできません。

タスク グループに指定した処理関数が例外をスローすると、ランタイムは、(子タスク グループを含む) タスク グループ内のすべてのタスクを中止すると共に、開始されていないすべてのタスクを破棄します。 search_for_value 関数は、try-catch ブロックを使用して例外をキャプチャし、結果をコンソールに印刷します。

// Searches for a value in the provided tree object. 
template <typename T>
void search_for_value(tree<T>& t, int value)
{
   try
   {
      // Call the for_all method to search for a value. The work function 
      // throws an exception when it finds the value.
      t.for_all([value](const tree<T>& node) {
         if (node.get_data() == value)
         {
            throw &node;
         }
      });
   }
   catch (const tree<T>* node)
   {
      // A matching node was found. Print a message to the console.
      wstringstream ss;
      ss << L"Found a node with value " << value << L'.' << endl;
      wcout << ss.str();
      return;
   }

   // A matching node was not found. Print a message to the console.
   wstringstream ss;
   ss << L"Did not find node with value " << value << L'.' << endl;
   wcout << ss.str();   
}

次の例では、tree オブジェクトを作成し、このオブジェクト内で複数の値を同時に検索します。 build_tree 関数については、このトピックの後で説明します。

int wmain()
{  
   // Build a tree that is four levels deep with the initial level  
   // having three children. The value of each node is a random number.
   mt19937 gen(38);
   tree<int> t = build_tree<int>(4, 3, [&gen]{ return gen()%100000; });

   // Search for a few values in the tree in parallel.
   parallel_invoke(
      [&t] { search_for_value(t, 86131); },
      [&t] { search_for_value(t, 17522); },
      [&t] { search_for_value(t, 32614); }
   );
}

この例では、値を同時に検索に concurrency::parallel_invoke アルゴリズムを使用します。 このアルゴリズムの詳細については、「並列アルゴリズム」を参照してください。

次の完全な例では、例外処理を使用して、基本ツリー構造内の値を検索します。

// task-tree-search.cpp 
// compile with: /EHsc
#include <ppl.h>
#include <list>
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <sstream>
#include <random>

using namespace concurrency;
using namespace std;

// A simple tree structure that has multiple child nodes. 
template <typename T>
class tree
{
public:
   explicit tree(T data)
      : _data(data)
   {
   }

   // Retrieves the data element for the node. 
   T get_data() const
   {
      return _data;
   }

   // Adds a child node to the tree. 
   void add_child(tree& child)
   {
      _children.push_back(child);
   }

   // Performs the given work function on the data element of the tree and 
   // on each child. 
   template<class Function>
   void for_all(Function& action)
   {
      // Perform the action on each child.
      parallel_for_each(begin(_children), end(_children), [&](tree& child) {
         child.for_all(action);
      });

      // Perform the action on this node.
      action(*this);
   }

private:
   // The data for this node.
   T _data;
   // The child nodes.
   list<tree> _children;
};

// Builds a tree with the given depth.  
// Each node of the tree is initialized with the provided generator function. 
// Each level of the tree has one more child than the previous level. 
template <typename T, class Generator>
tree<T> build_tree(int depth, int child_count, Generator& g)
{
   // Create the tree node.
   tree<T> t(g());

   // Add children. 
   if (depth > 0)
   {
      for(int i = 0; i < child_count; ++i)
      {
         t.add_child(build_tree<T>(depth - 1, child_count + 1, g));
      }
   }

   return t;
}

// Searches for a value in the provided tree object. 
template <typename T>
void search_for_value(tree<T>& t, int value)
{
   try
   {
      // Call the for_all method to search for a value. The work function 
      // throws an exception when it finds the value.
      t.for_all([value](const tree<T>& node) {
         if (node.get_data() == value)
         {
            throw &node;
         }
      });
   }
   catch (const tree<T>* node)
   {
      // A matching node was found. Print a message to the console.
      wstringstream ss;
      ss << L"Found a node with value " << value << L'.' << endl;
      wcout << ss.str();
      return;
   }

   // A matching node was not found. Print a message to the console.
   wstringstream ss;
   ss << L"Did not find node with value " << value << L'.' << endl;
   wcout << ss.str();   
}

int wmain()
{  
   // Build a tree that is four levels deep with the initial level  
   // having three children. The value of each node is a random number.
   mt19937 gen(38);
   tree<int> t = build_tree<int>(4, 3, [&gen]{ return gen()%100000; });

   // Search for a few values in the tree in parallel.
   parallel_invoke(
      [&t] { search_for_value(t, 86131); },
      [&t] { search_for_value(t, 17522); },
      [&t] { search_for_value(t, 32614); }
   );
}

この例では、次のサンプル出力が生成されます。

  

コードのコンパイル

プログラム例をコピーし、Visual Studio のプロジェクトに貼り付けるか、ツリー search.cpp タスク という名前で、Visual Studio のコマンド プロンプト ウィンドウで次のコマンドを実行してファイルに貼り付けます。

cl.exe /EHsc task-tree-search.cpp

参照

関連項目

task_group クラス

structured_task_group クラス

parallel_for_each 関数

概念

PPL における取り消し処理

同時実行ランタイムでの例外処理

タスクの並列化 (同時実行ランタイム)

並列アルゴリズム