使用openmp进行合并排序

Posted 2023-02-19

【中文标题】使用openmp进行合并排序

【英文标题】：Mergesort using openmp

【发布时间】：2022-01-10 20:09:29

【问题描述】：

我正在学习并行编程，我正在尝试并行化合并排序，以使线程数等于递归级别数。将数组分成 8 个子数组，每个子数组使用每个线程。我不想使用 pthreads。我正在发布顺序代码。请告诉我如何使用#pragma 命令和并行化算法的步骤。

#include <stdlib.h>

#include "omp.h"

void mergesort(int a[],int i,int j);
void merge(int a[],int i1,int j1,int i2,int j2);

int main()

    int *a, num, i;
    scanf("%d",&num);

   a = (int *)malloc(sizeof(int) * num);
    for(i=0;i<num;i++)
        scanf("%d",&a[i]);
        
    mergesort(a, 0, num-1);
    
    printf("\nSorted array :\n");
    for(i=0;i<num;i++)
        printf("%d ",a[i]);
        
    return 0;


void mergesort(int a[],int i,int j)

    int mid;
      int tid;  
    if(i<j)
    
        mid=(i+j)/2;
         //tid=omp_get_thread_num;
        #pragma omp parallel sections 
        ct=omp_get_num_threads(3);
        

       //printf("%d",tid);
            #pragma omp section
            
                mergesort(a,i,mid);        //left recursion
            

            #pragma omp section
            
                mergesort(a,mid+1,j);    //right recursion
            
        

        merge(a,i,mid,mid+1,j);    //merging of two sorted sub-arrays
    

 
void merge(int a[],int i1,int j1,int i2,int j2)

    int temp[1000];    //array used for merging
    int i,j,k;
    i=i1;    //beginning of the first list
    j=i2;    //beginning of the second list
    k=0;
    
    while(i<=j1 && j<=j2)    //while elements in both lists
    
        if(a[i]<a[j])
            temp[k++]=a[i++];
        else
            temp[k++]=a[j++];
    
    
    while(i<=j1)    //copy remaining elements of the first list
        temp[k++]=a[i++];
        
    while(j<=j2)    //copy remaining elements of the second list
        temp[k++]=a[j++];
        
    //Transfer elements from temp[] back to a[]
    for(i=i1,j=0;i<=j2;i++,j++)
        a[i]=temp[j];

【问题讨论】：

我会尝试您在问题中发布的内容。将数组分成 8 个数组（逻辑上，使用 8 对索引）。使用 8 个“线程”对 8 个数组进行归并排序，然后使用 4 个“线程”将 4 对数组合并为 4 个数组，然后使用 2 个“线程”将 2 对数组合并为 2 个数组，再使用 1 个“线程”将1 对成 1 个数组。

【参考方案1】：

首先，将 #pragma omp parallel 移动到 main 中，因为不能嵌套多个并行部分（为了性能，因为它会为每个线程创建一个新的并行部分）。

那么，不要使用sections/section，因为它不是为了这样的用途。请改用任务。任务可以像你想做的那样递归提交。您可以使用taskwait 等待任务执行（通常在合并之前）。

由于任务很昂贵，您应该考虑不要创建太多任务。您可以使用if 子句控制是否要创建任务。

不要忘记在主函数中释放分配的数据。

【讨论】：

一个补充：如果OP希望跟踪递归级别，则需要在mergesort函数中添加一个新参数，可以在if子句中使用该参数来停止创建更多任务。 （我不确定这对 OP 来说是否显而易见）