c++ - 用于加速汇总循环的多线程 C++ 程序

Question

我有一个从 1 迭代到 N 的循环，并随着时间的推移进行模块化求和。但是 N 非常大，所以我想知道是否有一种方法可以利用多线程来修改它。

给出示例程序

for (long long i = 1; i < N; ++i)
   total = (total + f(i)) % modulus;

f(i) 在我的例子中不是一个实际的函数，而是一个会占用空间的长表达式。把它放在那里是为了说明目的。

Answer 1

是的，试试这个:

double total=0;
#pragma omp parallel for reduction(+:total)
for (long long i = 1; i < N; ++i)
  total = (total + f(i)) % modulus;

编译:

g++ -fopenmp your_program.c

就这么简单!不需要 header 。 #pragma 行自动启动几个线程，平均划分循环的迭代，然后在循环后重新组合所有内容。但请注意，您必须事先知道迭代次数。

此代码使用 OpenMP ，它提供了非常适合您的情况的易于使用的并行性。 OpenMP 甚至内置于 GCC 和 MSVC compilers .

This page显示了其他一些可能的归约操作。

如果你需要嵌套for循环，你可以这样写

double total=0;
#pragma omp parallel for reduction(+:total)
for (long long i = 1; i < N; ++i)
for (long long j = 1; j < N; ++j)
  total = (total + f(i)*j) % modulus;

并且外循环将被并行化，每个线程运行其自己的内循环拷贝。

但您也可以使用 collapse指令:

#pragma omp parallel for reduction(+:total) collapse(2)

然后两个循环的迭代将自动分开。

如果每个线程都需要自己的循环之前定义的变量拷贝，请使用 private 命令:

double total=0, cheese=4;
#pragma omp parallel for reduction(+:total) private(cheese)
for (long long i = 1; i < N; ++i)
  total = (total + f(i)) % modulus;

请注意，您不需要使用 private(total)，因为 reduction 暗示了这一点。