15、整数数组前缀扫描算法解析与实现

整数数组前缀扫描算法解析与实现

1. 串行前缀扫描算法

串行前缀扫描算法的代码如下：

prefixScan[0] = A[0];
for (int i = 1; i < N; i++)
  prefixScan[i] = prefixScan[i-1] + A[i];

该代码首先将 A[0] 的值存储到 prefixScan[0] 中，以此初始化结果数组。后续的循环迭代会使用结果数组的第 (i - 1) 个值加上 A[i] 的值，来计算要存储在 prefixScan[i] 元素中的值。

如果想要实现串行包含前缀扫描的原地版本，只需将 prefixScan 数组替换为 A 即可。而排他前缀扫描的实现则相对复杂一些。

通过分析这段串行代码，可以发现循环体中使用了归纳变量。与并行求和代码不同，该算法在每次迭代中使用不同的归纳变量，并且该归纳变量的值依赖于之前所有计算出的归纳变量的值。因此，为前缀扫描创建并发解决方案似乎比并行求和更具挑战性。

2. TBB 库的使用

如果你熟悉 TBB 库，就会知道其中包含的并行算法之一是 parallel_scan 。该算法可以使用多个线程计算数组值的前缀扫描。所以，根据简单规则 4，如果你可以使用 TBB 并且需要进行前缀扫描操作，那么可以利用已经编写和优化