HOW TO：使用例外狀況處理來中斷平行迴圈
本主題說明如何針對基本的樹狀結構撰寫搜尋演算法。
PPL 中的取消主題說明取消動作在平行模式程式庫中的角色。使用例外狀況處理比使用是較沒有效率取消平行工作 concurrency::task_group::cancel 和 concurrency::structured_task_group::cancel 方法。不過，一種適合使用例外狀況處理來取消工作的案例是，當您呼叫會使用工作或平行演算法但未提供可取消之 task_group 或 structured_task_group 物件的協力廠商程式庫。
範例
下列範例顯示基本的 tree 型別，這個型別包含一個資料項目和一份子節點清單。下列各節顯示 for_all 方法的主體，該方法會以遞迴方式在每個子節點上執行工作函式。
// 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;
};
下列範例顯示 for_all 方法。它會使用 concurrency::parallel_for_each 演算法以平行方式執行樹狀結構中的每個節點上執行。
// 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);
}
下列範例顯示 search_for_value 函式，這個函式會在提供的 tree 物件中搜尋值。這個函式會傳遞工作函式給 for_all 方法，該函式會在發現有樹狀節點包含所提供的值時擲回例外狀況。
假設 tree 類別是由協力廠商程式庫所提供，而且您無法變更它。在此情況下，適合使用例外狀況處理，因為 for_all 方法未提供 task_group 或 structured_task_group 物件給呼叫端。因此，工作函式無法直接取消其父工作群組。
當您提供給工作群組的工作函式擲回例外狀況時，執行階段會停止工作群組中的所有工作 (包括任何子工作群組)，並且捨棄任何尚未開始的工作。search_for_value 函式會使用 try-catch 區塊來擷取例外狀況並將結果列印至主控台。
// 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();
}
下列範例會建立 tree 物件並以平行方式在其中搜尋數個值。本主題稍後會說明 build_tree 函式。
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); }
);
}
這個範例會使用 concurrency::parallel_invoke 演算法以平行方式搜尋值。如需這個演算法的詳細資訊，請參閱平行演算法。
下列完整範例會使用例外狀況處理來搜尋基本樹狀結構中的值。
// 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); }
);
}
這個範例 (Example) 產生下列範例 (Sample) 輸出。
編譯程式碼
請複製範例程式碼並貼到 Visual Studio 專案或貼在名為 工作樹狀結構 search.cpp 的檔案並執行 Visual Studio 命令提示字元視窗中執行下列命令。
cl.exe /EHsc task-tree-search.cpp