隨著信息時代的到來,需要處理的信息量越來越龐大,需要解決的問題越來越復雜,使得計算量劇增。通過提高單個處理器的計算速度和采用傳統的"順序(串行)"計算技術已難以勝任。因此,需要有功能更強大的計算機系統和計算機技術來支撐。並行計算機及並行計算技術應運而生。
但由於缺乏實驗環境和機器設備,我們普通人很難研究並行算法,即使有了想法也同樣面臨著無法驗證的尴尬。不過,好在像面向對象語言c++,Java等都提供了多線程,使我們可以模擬多台處理機。下面,我就一個簡單的例子,向大家介紹一下在vc下如何利用多線程模擬多處理機並行求取最大值問題。
題目如下:令n=2的m次方,A是一個2n維的數組,待求最大值的數存放在A(n),A(n+1),……A(2n-1)中,所求得的最大值置於A(1),於是算法描述如下:
輸入:n=2的m次方個數存在數組A(n;2n-1)中;
輸出:最大數置於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
顯然,算法的時間t(n)=O(lgn),總比較次數為O(n),而最大的處理器數p(n)=n/2。(也即最大的線程數。)
首先,我們建立一個基於對話框的應用程序,然後放置如圖所示控件:
然後定義全局變量如下,array用於存放產生的隨機數。
int g_nCount=0,j=0;
在對話框的初始化函數中,我們隨機產生n個數並存於數組array中,程序代碼如下:
int *array;
void CDemoDlg::OnBTnInitial()
{
// 初始化數組
srand((unsigned)time(NULL));
int i,temp;
CString str;
UpdateData(true);
g_nCount=pow(2,m_intCount);
array=new int[2*g_nCount];
//根據用戶的輸入,產生2的m次方的隨機數並存於array[n]…a[2n-1]中
for(i=g_nCount;i <2*g_nCount;i++)
{
temp=rand()/100;
array[i]=temp;
}
//顯示產生的n個隨機數
for(i=g_nCount;i <2*g_nCount;i++)
{
str.Format("Array[%d]= %d",i,array[i]);
m_strArray+=" ";
m_strArray+= str;
m_strArray+=" ";
}
m_strArray+=" ";
UpdateData(false);
}void CDemoDlg::OnBtnCompute()
{
// 啟動線程進行計算
int k;
for(k=m_intCount-1;k> =0;k--)
{
for(j=pow(2,k);j<pow(2,K+1);J++)
{
AfxBeginThread(ComputeThread,GetSafeHwnd(),
THREAD_PRIORITY_NORMAL);
}
}
//線程體:較array[2j]與array[2j+1]的大小,將大值置於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;
}
}
//顯示計算結果
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+=" ";
m_strArray+= str;
m_strArray+=" ";
} UpdateData(false);
}
重置功能的實現代碼,主要是將數組清空:
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;}
運行結果如圖:
從運行的結果圖上我們可以清楚的看到線程的計算排序過程。
此程序只是一個利用多線程進行並行計算的簡單例子,希望對各位進行並行算法的研究有所幫助。