C++算法库与多线程

C++标准库中提供了一些用于多线程编程的类和函数，主要包括以下几个部分：

1. 线程类（std::thread）：用于创建和管理线程。可以通过这个类来创建新的线程，并指定线程执行的函数或成员函数。

#include <thread>

void myFunction() {
    // 线程执行的函数
}

int main() {
    std::thread t(myFunction);
    t.join(); // 等待线程执行完成
    return 0;
}

2. 互斥量类（std::mutex）：用于保护共享资源，确保在同一时刻只有一个线程可以访问共享资源。

#include <thread>
#include <mutex>

std::mutex mtx;

void myFunction() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
    // 访问共享资源的代码
}

int main() {
    std::thread t1(myFunction);
    std::thread t2(myFunction);
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}

3. 条件变量类（std::condition_variable）：用于在线程之间进行同步和通信，通过条件变量可以实现线程的等待和唤醒操作。

#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool ready = false;

void myFunction() {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);
    while (!ready) {
        cv.wait(lock);
    }
    // 可以继续执行
}

int main() {
    std::thread t(myFunction);
    
    // 唤醒线程
    {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
        ready = true;
    }
    cv.notify_one();
    
    t.join();
    return 0;
}

除了标准库中提供的类和函数，C++11之后还引入了并行算法库（Parallel Algorithms），可以方便地进行并行计算。这些算法会自动利用多线程来加速计算，无需手动管理线程。

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <execution>

int main() {
    std::vector<int> vec = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5};

    // 使用并行算法对容器进行排序
    std::sort(std::execution::par, vec.begin(), vec.end());

    return 0;
}

总的来说，C++标准库提供了丰富的多线程编程工具，可以方便地实现并发编程。同时，也可以借助第三方库（如Boost.Thread）来扩展多线程功能。