Гасенин Леонид. Технология TBB. Поиск кратчайших путей из одной вершины (алгоритм Дейкстры). Вариант 21.

[Leontin16]

• Задача: Поиск кратчайших путей из одной вершины (алгоритм Дейкстры).

• Вариант: 21.

• Технология: TBB.

• Описание:
  В TBB версии реализован алгоритм Дейкстры на графе специального вида: вершины пронумерованы от 0 до n‑1, и каждая вершина i соединена с вершиной i+1 ребром веса 1 (линейный граф). Начальная вершина — 0. Входной параметр InType задаёт количество вершин n. Выходное значение — сумма кратчайших расстояний от вершины 0 до всех вершин (включая саму вершину 0). Для такого графа ожидаемый результат известен аналитически:

  $$\text{sum} = \frac{n(n-1)}{2}$$

  Это позволяет легко проверить корректность работы алгоритма.

  Параллельная реализация:

  • Внешний цикл алгоритма (выбор очередной вершины с минимальным расстоянием) остаётся последовательным: на каждой итерации выполняется линейный поиск необработанной вершины с наименьшим значением dist. Этот этап не распараллеливается.
  • Этап релаксации рёбер (обновление расстояний до соседей выбранной вершины) выполняется параллельно с помощью tbb::parallel_for. Для текущей вершины u все её соседи (v, w) обрабатываются одновременно: для каждого соседа вычисляется новый путь new_dist = dist[u] + w и, если он меньше текущего значения dist[v], выполняется обновление. Поскольку различные итерации parallel_for работают с разными вершинами v (все соседи уникальны в пределах одного вызова), конфликты записи отсутствуют, поэтому дополнительная синхронизация не требуется.
  • После завершения внешнего цикла в методе PostProcessingImpl последовательно вычисляется сумма всех конечных расстояний (от 0 до каждой вершины). Этот этап не распараллелен.
  • Вектор расстояний dist_ инициализируется значением kInf (достаточно большим числом), dist_[0] = 0. Все данные разделяются между потоками через захват по ссылке в лямбда‑выражении parallel_for.

• Тестирование:

  • Функциональные тесты для количества вершин n = 3, 5, 7 проверяют, что полученная сумма кратчайших расстояний совпадает с ожидаемой n(n-1)/2. Для этого используются утилиты ppc::util::BaseRunFuncTests.
  • Перформанс-тест с n = 200 предназначен для измерения времени выполнения и сравнения с последовательной реализацией (используется ppc::util::BaseRunPerfTests).
  • Тесты параметризованы и запускаются через INSTANTIATE_TEST_SUITE_P с формированием имён, включающих размер задачи.

---

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 93.93939% with 2 lines in your changes missing coverage. Please review.
✅ Project coverage is 79.18%. Comparing base (97dd371) to head (dbd969d).

Files with missing lines	Patch %	Lines
tasks/gasenin_l_djstra/tbb/src/ops_tbb.cpp	93.93%	0 Missing and 2 partials ⚠️

Additional details and impacted files

@@            Coverage Diff             @@
##           master     #366      +/-   ##
==========================================
+ Coverage   79.16%   79.18%   +0.02%     
==========================================
  Files         267      268       +1     
  Lines        9325     9358      +33     
  Branches     3963     3975      +12     
==========================================
+ Hits         7382     7410      +28     
- Misses       1374     1375       +1     
- Partials      569      573       +4     

☔ 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.