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Visual C++利用多线程模拟并行计算

来源:互联摘选 日期:2008-04-20 15:17

  随着信息时代的到来,需要处理的信息量越来越庞大,需要解决的问题越来越复杂,使得计算量剧增。通过提高单个处理器的计算速度和采用传统的"顺序(串行)"计算技术已难以胜任。因此,需要有功能更强大的计算机系统和计算机技术来支撑。并行计算机及并行计算技术应运而生。

  但由于缺乏实验环境和机器设备,我们普通人很难研究并行算法,即使有了想法也同样面临着无法验证的尴尬。不过,好在像面向对象语言c++,java等都提供了多线程,使我们可以模拟多台处理机。下面,我就一个简单的例子,向大家介绍一下在vc下如何利用多线程模拟多处理机并行求取最大值问题。

  题目如下:令n=2的m次方,A是一个2n维的数组,待求最大值的数存放在A(n),A(n+1),……A(2n-1)中,所求得的最大值置于A(1),于是算法描述如下:

  输入:n=2的m次方个数存在数组A(n;2n-1)中;

  输出:最大数置于A(1)中。

Begin
For k=m-1 to 0 do
For j=2 to 2n-1 par do
A(j)=max(A(2j),A(2j+1))
End For
End For
End
  显然,算法的时间t(n)=O(lgn),总比较次数为O(n),而最大的处理器数p(n)=n/2。(也即最大的线程数。)

  首先,我们建立一个基于对话框的应用程序,然后放置如图所示控件:

  

  然后定义全局变量如下,array用于存放产生的随机数。

int g_nCount=0,j=0;
int *array;

  在对话框的初始化函数中,我们随机产生n个数并存于数组array中,程序代码如下:

void CDemoDlg::OnBtnInitial()
{
 // 初始化数组

 srand((unsigned)time(NULL));
 int i,temp;
 CString str;
 UpdateData(true);
 g_nCount=pow(2,m_intCount);
 array=new int[2*g_nCount];
 //根据用户的输入,产生2的m次方的随机数并存于array[n]…a[2n-1]中
 for(i=g_nCount;i<2*g_nCount;i++)
 {

  temp=rand()/100;
  array[i]=temp;
 }
 //显示产生的n个随机数
 for(i=g_nCount;i<2*g_nCount;i++)
 {
  str.Format("Array[%d]= %d",i,array[i]);
  m_strArray+="\r\n";
  m_strArray+= str;
  m_strArray+="\r\n";
 }
 m_strArray+="\r\n";
 UpdateData(false);

}

void CDemoDlg::OnBtnCompute()
{
 // 启动线程进行计算
 int k;
 for(k=m_intCount-1;k>=0;k--)
 {
  for(j=pow(2,k);j   {
   AfxBeginThread(ComputeThread,GetSafeHwnd(),
   THREAD_PRIORITY_NORMAL);
  }

 }
 //线程体:较array[2j]与array[2j+1]的大小,将大值置于array[j]中
 UINT ComputeThread(LPVOID pParam)
 {
  if(array[2*j]>=array[2*j+1])
  {
   array[j]=array[2*j];
  }
  else
  {
   array[j]=array[2*j+1];
  }
  return 0;

 }
}
//显示计算结果
void CDemoDlg::OnBtnShow()
{
 // TODO: Add your control notification handler code here
 int k;
 CString str;
 for(k=1;k<2*g_nCount;k++)
 {
  str.Format("Array[%d]= %d",k,array[k]);
  m_strArray+="\r\n";
  m_strArray+= str;
  m_strArray+="\r\n";
 }

 UpdateData(false);
}
重置功能的实现代码,主要是将数组清空:
void CDemoDlg::OnBtnClear()
{
 // TODO: Add your control notification handler code here
 m_strArray.Empty ();
 m_ctrlCount.SetFocus();
 m_ctrlCount.Clear();
 m_ctrlCount.SetSel(1);

 UpdateData(false);

 g_nCount=0;
 j=0;

}

  运行结果如图:

  

  从运行的结果图上我们可以清楚的看到线程的计算排序过程。

  此程序只是一个利用多线程进行并行计算的简单例子,希望对各位进行并行算法的研究有所帮助。

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