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Visual C++利用多線程模擬並行計算

編輯:關於VC++

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+="\r\n";
   m_strArray+= str;
   m_strArray+="\r\n";
  }
  m_strArray+="\r\n";
  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   {
    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+="\r\n";
   m_strArray+= str;
   m_strArray+="\r\n";
  }
  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:

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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