C++ 与 OpenMP 在 N 体模拟器中给出 -not-a-numbers (nan)

Question

我正在努力学习并行化，特别是 OpenMP。我有一个顺序 N 体模拟器，可以完美运行并提供正确的输出，但是当我添加并行 for 时，我所有的 x,y 位置都输出为 -nan。

这个算法中没有竞争条件，并且并行创建了一个隐式障碍，所以如果我没有弄错的话(看起来我是这样)，这应该可以工作。

当我在某些阶段输出 new_pos 时，我开始得到像 64.4358358.53 这样的数字。我不明白这样的数字怎么可能存在，更不用说用计算机来表示了。

对于造成这些问题的原因有什么想法吗？

for( int t = 0; t < TOTAL_STEPS; ++t )
{
    #pragma omp parallel for num_threads( N ) 
    for( int q = 0; q < N; ++q )
    {
        forces[q][X] = forces[q][Y] = 0;
        for( int k = 0; k < N; ++k )
        {
            if( q == k ) continue;

            x_diff = pos[q][X] - pos[k][X];
            y_diff = pos[q][Y] - pos[k][Y];
            dist = sqrt( x_diff * x_diff + y_diff * y_diff );

            // performing a calculation with a distance this small introduces
            // small denominator errors
            if( dist > 0.01 )
            {
                dist_cubed = dist * dist * dist;
                forces[q][X] -= 1 / dist_cubed * x_diff;
                forces[q][Y] -= 1 / dist_cubed * y_diff;
            }
            else continue;
        }

        pos_new[q][X] = pos[q][X] + vel[q][X] * timestep;
        pos_new[q][Y] = pos[q][Y] + vel[q][Y] * timestep;

        vel_new[q][X] = vel[q][X] + ( forces[q][X] * timestep );
        vel_new[q][Y] = vel[q][Y] + ( forces[q][Y] * timestep );
    }

    for( int i = 0; i < N; ++ i )
    {
        pos[i] = pos_new[i];
        vel[i] = vel_new[i];
    }

}

注释:

1. 我知道 N 个线程并不是最佳的，但这只是练习的一部分
2. 对于原型(prototype)制作，我使用 G = 1 且所有质量 = 1，这就是为什么我的公式可能看起来不正确

Answer 1

正如 Gilles 指出的，解决方案是将局部变量设为私有(private)。

#pragma omp parallel for num_threads ( N ) private( x_diff, y_diff, dist, dist_cubed )

是唯一需要的更改