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最小、最大、中位数、平均值的OpenMP C++算法〔闭锁〕

openmp multithreading algorithm c++

Totonga · 技术社区 · 15 年前

我在谷歌搜索提供一些简单OpenMP算法的页面。可能有一个例子可以从一个巨大的数据数组中计算最小值、最大值、中间值和平均值,但我找不到它。

至少我通常会尝试将数组分成每个核心的一个块,然后进行一些边界计算,以得到完整数组的结果。

我只是不想重新发明轮子。

附加说明: 我知道有成千上万的例子可以简单地简化。例如,计算pi。

const int num_steps = 100000; 
double x, sum = 0.0; 
const double step = 1.0/double(num_steps); 
#pragma omp parallel for reduction(+:sum) private(x) 
for (int i=1;i<= num_steps; i++){ 
  x = double(i-0.5)*step; 
  sum += 4.0/(1.0+x*x); 
} 
const double pi = step * sum;

但是,当这些算法不可用时,几乎没有减少算法的例子了。

4 回复 | 直到 9 年前

baol 9 年前

OpenMP(至少2.0)支持一些简单操作的缩减,但不支持max和min。

在下面的示例中, reduction 子句用于生成和 critical 节用于使用线程本地变量更新共享变量,而不发生冲突。

#include <iostream>
#include <cmath>

int main()
{
  double sum = 0;
  uint64_t ii;
  uint64_t maxii = 0;
  uint64_t maxii_shared = 0;
#pragma omp parallel shared(maxii_shared) private(ii) firstprivate(maxii)
  {
#pragma omp for reduction(+:sum) nowait
    for(ii=0; ii<10000000000; ++ii)
      {
        sum += std::pow((double)ii, 2.0);
        if(ii > maxii) maxii = ii;
      }
#pragma omp critical 
    {
      if(maxii > maxii_shared) maxii_shared = maxii;
    }
  }
  std::cerr << "Sum: " << sum << " (" << maxii_shared << ")" << std::endl;
}

编辑:更清晰的实现:

#include <cmath>
#include <limits>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <tr1/random>

// sum the elements of v
double sum(const std::vector<double>& v)
{
  double sum = 0.0;
#pragma omp parallel for reduction(+:sum)
  for(size_t ii=0; ii< v.size(); ++ii)
    {
      sum += v[ii];
    }
  return sum;
}

// extract the minimum of v
double min(const std::vector<double>& v)
{
  double shared_min;
#pragma omp parallel 
  {
    double min = std::numeric_limits<double>::max();
#pragma omp for nowait
    for(size_t ii=0; ii<v.size(); ++ii)
      {
        min = std::min(v[ii], min);
      }
#pragma omp critical 
    {
      shared_min = std::min(shared_min, min);
    }
  }
  return shared_min;
}

// generate a random vector and use sum and min functions.
int main()
{
  using namespace std;
  using namespace std::tr1;

  std::tr1::mt19937 engine(time(0));
  std::tr1::uniform_real<> unigen(-1000.0,1000.0);
  std::tr1::variate_generator<std::tr1::mt19937, 
    std::tr1::uniform_real<> >gen(engine, unigen);

  std::vector<double> random(1000000);
  std::generate(random.begin(), random.end(), gen);

  cout << "Sum: " << sum(random) << " Mean:" << sum(random)/random.size()
       << " Min:" << min(random) << endl;
}

Mahesh 11 年前

在OpenMP3.1以后的版本中,可以实现min max-through-reducation子句,您可以在 this link .

Vladimir Obrizan 15 年前

OpenMP不支持这些缩减操作。考虑英特尔线程构建块的并行减少算法,您可以在其中实现任意算法。

这里举个例子。它使用部分结果的总和。你可以实现你想要的任何功能。

#include <stdio.h>
#include <tbb/blocked_range.h>
#include <tbb/parallel_reduce.h>
#include <tbb/task_scheduler_init.h>


///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////


class PiCalculation
{
private:
    long num_steps;
    double step;

public:

    // Pi partial value
    double pi;

    // Calculate partial value
    void operator () (const tbb::blocked_range<long> &r) 
    {
        double sum = 0.0;

        long end = r.end();

        for (int i = r.begin(); i != end; i++)
        {
            double x = (i + 0.5) * step;
            sum += 4.0/(1.0 + x * x);
        }

        pi += sum * step;
    }

    // Combine results. Here you can implement any functions
    void join(PiCalculation &p)
    {
        pi += p.pi;
    }

    PiCalculation(PiCalculation &p, tbb::split)
    {
        pi = 0.0;
        num_steps = p.num_steps;
        step = p.step;
    }

    PiCalculation(long steps)
    {
        pi = 0.0;
        num_steps = steps;
        step = 1./(double)num_steps;
    }
};


///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////


int main()
{
    tbb::task_scheduler_init init;

    const long steps = 100000000;

    PiCalculation pi(steps);

    tbb::parallel_reduce(tbb::blocked_range<long>(0, steps, 1000000), pi);

    printf ("Pi is %3.20f\n", pi.pi);
}

请检查此链接以了解其他缩减算法。 http://cache-www.intel.com/cd/00/00/30/11/301132_301132.pdf#page=19 请看第3.3.1段。有一个在数组中查找最小值的例子。

Stéphane Bonniez 15 年前

这是典型的还原问题。

此外 the page pointed by Suvesh ,您可以查看 reduction clause .