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プライムカウンター

並行処理の進行状況を監視する方法を示します。

以下の例では、QFutureWatcher クラスと Qt Concurrent。この例では、ユーザーはサイズ変更可能な整数のQList を作成できます。リストには、1からnまでの自然数が自動的に格納されます。その後、プログラムはリスト内の素数をチェックし、見つかった素数の総数を表示します。

「reduce」オプションセレクタ、スタートボタン、進行状況バー、および素数カウント結果を備えた素数カウンター

例の動作

以下の手順で例を実行できます：

接続の設定

この Qt Concurrent このライブラリは、OrderedReduce and UnorderedReduce の2つのモードで動作するfilteredReduced関数を提供しています。OrderedReduce モードでは、縮小関数は元のシーケンスの順序で呼び出されますが、UnorderedReduce モードでは、要素はランダムにアクセスされます。

必要な要素で UI を構成したら、Qtのシグナル＆スロット機構を使用して、それらを並行操作のシグナルに接続する必要があります。この例では、QFutureWatcher クラスを使用して並行操作の進行状況を監視し、対話型 GUI を実装するために必要なシグナルを提供します。

    ...
connect(ui->pushButton, &QPushButton::clicked,
        this, [this] { start(); });
connect(&watcher, &QFutureWatcher<Element>::finished,
        this, [this] { finish(); });
connect(&watcher, &QFutureWatcher<Element>::progressRangeChanged,
        ui->progressBar, &QProgressBar::setRange);
connect(&watcher, &QFutureWatcher<Element>::progressValueChanged,
        ui->progressBar, &QProgressBar::setValue);
    ...

QFutureWatcher クラスは、並行処理の変化に応じてUIを更新するために必要なシグナルを提供するため、この例において極めて重要な役割を果たします。

並行処理の開始

すべてのシグナルとスロットの接続が完了した後、ユーザーが QPushButton を押すと、start() 関数が呼び出されます。

start() 関数内では、Qt Concurrent のfilteredReduced関数を呼び出し、QFutureWatcher メンバーにfutureを設定します。この操作が真に並行して実行されるようにするため、最初のパラメータとして別のQThreadPool を指定します。このアプローチにより、グローバルスレッドプールでのブロックも回避できます。 コンテナとして整数のQList を渡し、静的なfilter関数とreduce関数、そして最後にReduceOption フラグを渡します。

    ...
void PrimeCounter::start()
{
    if (ui->pushButton->isChecked()) {
        ui->comboBox->setEnabled(false);
        ui->pushButton->setText(tr("Cancel"));
        ui->labelResult->setText(tr("Calculating ..."));
        ui->labelFilter->setText(tr("Selected Reduce Option: %1").arg(ui->comboBox->currentText()));
        fillElementList(ui->horizontalSlider->value() * stepSize);

        timer.start();
        watcher.setFuture(
            QtConcurrent::filteredReduced(
                &pool,
                elementList,
                filterFunction,
                reduceFunction,
                currentReduceOpt | QtConcurrent::SequentialReduce));
    ...

filter関数とreduce関数を詳しく見てみましょう。これらの関数は、メンバー変数に依存していないため、この例ではstaticとして宣言されています。ただし、ラムダ式やメンバー関数として指定することも容易です。

filter関数は、後のreduce関数による集約処理の対象となる要素をマークします。この実装は、単純な素数フィルタです。この関数は引数としてconst参照を受け取るため、操作対象のコンテナに対してスレッドセーフな処理を行うことができます。

    ...
bool PrimeCounter::filterFunction(const Element &element)
{
    // Filter for primes
    if (element <= 1)
        return false;
    for (Element i = 2; i*i <= element; ++i) {
        if (element % i == 0)
            return false;
    }
    return true;
}
    ...

reduce関数は、操作対象のコンテナと同じ型の変更可能な参照を最初のパラメータとして受け取ります。2番目のパラメータは、filter関数によって事前にフィルタリングされた要素です。この例では、素数の個数を数えています。

    ...
void PrimeCounter::reduceFunction(Element &out, const Element &value)
{
    // Count the amount of primes.
    Q_UNUSED(value);
    ++out;
}
    ...

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