Перепелкин Ярослав. Технология STL. Построение выпуклой оболочки – проход Грэхема. Вариант 22

[TepidmishA]

Описание

• Задача: Построение выпуклой оболочки – проход Грэхема
• Вариант: 22
• Технология: STL

Цель работы

Разработка параллельной STL-реализации алгоритма построения выпуклой оболочки (проход Грэхема) и сравнительный анализ её производительности с последовательной версией.

Параллельный алгоритм

Входные данные: массив пар координат точек длины N.

Выходные данные: массив пар координат точек, образующих выпуклую оболочку исходного множества, упорядоченных по обходу против часовой стрелки, начиная с самой нижней-левой точки.

Особенности реализации параллельной версии:
Были распараллелены следующие этапы:

1. Поиск опорной точки (pivot).
   Каждый поток ищет локальный минимум по координатам (y, x) в своей части массива.
   Результаты локальных минимумов собираются и обрабатываются последовательно.

   std::vector<size_t> local_idx(threads, 0);
   {
     std::vector<std::jthread> workers(threads);
   
     for (int tid = 0; tid < threads; tid++) {
       workers.emplace_back([&, tid]() {
         size_t begin = start[tid];
         size_t end = start[tid + 1];
   
         size_t local = begin;
   
         for (size_t i = begin + 1; i < end; i++) {
           if (pts[i].second < pts[local].second ||
               (pts[i].second == pts[local].second && pts[i].first < pts[local].first)) {
             local = i;
           }
         }
   
         local_idx[tid] = local;
       });
     }
   }

2. Сортировка точек по полярному углу.
   Каждый поток сортирует свою часть массива точек.
   После этого выполняется поэтапное слияние отсортированных частей.

   // Parallel local sorting
   {
     std::vector<std::jthread> workers(threads);
   
     for (int tid = 0; tid < threads; tid++) {
       workers.emplace_back([&, tid]() {
         std::sort(data.begin() + start[tid], data.begin() + start[tid + 1],
                   [&](const auto &a, const auto &b) { return AngleCmp(a, b, pivot); });
       });
     }
   }
   
   // Merge sorted segments
   for (int size = 1; size < threads; size *= 2) {
     std::vector<std::jthread> workers(threads);
   
     for (int i = 0; i < threads; i += 2 * size) {
       if (i + size >= threads) {
         continue;
       }
   
       workers.emplace_back([&, i, size]() {
         int left = start[i];
         int mid = start[i + size];
         int right = start[std::min(i + (2 * size), threads)];
   
         std::inplace_merge(data.begin() + left, data.begin() + mid, data.begin() + right,
                            [&](const auto &a, const auto &b) { return AngleCmp(a, b, pivot); });
       });
     }
   }

Основные результаты

• Корректность: Успешно пройдены 12 функциональных тестов с покрытием граничных случаев.
• Производительность: STL-реализация демонстрирует ускорение 1.89x на 2 потоках относительно последовательной версии.
• Эффективность: 95% на 2 потоках.

---

Чек-лист

• Статус CI: Все CI-задачи (сборка, тесты, генерация отчёта) успешно проходят на моей ветке в моем форке
• Директория и именование задачи: Я создал директорию с именем <фамилия>_<первая_буква_имени>_<короткое_название_задачи>
• Полное описание задачи: Я предоставил полное описание задачи в теле pull request
• clang-format: Мои изменения успешно проходят clang-format локально в моем форке (нет ошибок форматирования)
• clang-tidy: Мои изменения успешно проходят clang-tidy локально в моем форке (нет предупреждений/ошибок)
• Функциональные тесты: Все функциональные тесты успешно проходят локально на моей машине
• Тесты производительности: Все тесты производительности успешно проходят локально на моей машине
• Ветка: Я работаю в ветке, названной точно так же, как директория моей задачи
  (например, nesterov_a_vector_sum), а не в master
• Правдивое содержание: Я подтверждаю, что все сведения, указанные в этом pull request, являются точными и
  достоверными

[codecov-commenter]

Codecov Report

❌ Patch coverage is 88.09524% with 10 lines in your changes missing coverage. Please review.
✅ Project coverage is 82.28%. Comparing base (f7f3d46) to head (739f00a).

Files with missing lines	Patch %	Lines
...lkin_i_convex_hull_graham_scan/stl/src/ops_stl.cpp	88.09%	3 Missing and 7 partials ⚠️

❌ Your patch status has failed because the patch coverage (88.09%) is below the target coverage (95.00%). You can increase the patch coverage or adjust the target coverage.

Additional details and impacted files

@@            Coverage Diff             @@
##           master     #673      +/-   ##
==========================================
+ Coverage   82.27%   82.28%   +0.01%     
==========================================
  Files         497      498       +1     
  Lines       21191    21275      +84     
  Branches     8691     8730      +39     
==========================================
+ Hits        17434    17507      +73     
- Misses       2614     2617       +3     
- Partials     1143     1151       +8     

☔ View full report in Codecov by Sentry.
📢 Have feedback on the report? Share it here.

🚀 New features to boost your workflow:

• ❄️ Test Analytics: Detect flaky tests, report on failures, and find test suite problems.