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Visual C++利用多線程模擬並行計算

編輯:C++入門知識

   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;
   int *array;
  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:
   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。

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