并行算法计算矩阵相乘,随机生成两个矩阵相乘,用(x-1)*3+y计算进程号,每个进程负责一个答案矩阵的元素,用c++编程最后输出答案矩阵

时间: 2023-12-17 16:06:05 浏览: 19
以下是使用 MPI 编写的并行矩阵乘法程序: ```c++ #include <iostream> #include <mpi.h> #include <cstdlib> #include <ctime> using namespace std; #define ROW_A 1000 #define COL_A 1000 #define ROW_B 1000 #define COL_B 1000 int main(int argc, char **argv) { int size, rank, tag = 0; int a[ROW_A][COL_A], b[ROW_B][COL_B], c[ROW_A][COL_B]; MPI_Status status; MPI_Init(&argc, &argv); MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size); MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank); srand((unsigned)time(NULL)); if (rank == 0) { // 生成随机矩阵 for (int i = 0; i < ROW_A; i++) { for (int j = 0; j < COL_A; j++) { a[i][j] = rand() % 100; } } for (int i = 0; i < ROW_B; i++) { for (int j = 0; j < COL_B; j++) { b[i][j] = rand() % 100; } } // 将矩阵 B 广播给其他进程 for (int i = 1; i < size; i++) { MPI_Send(&b, ROW_B * COL_B, MPI_INT, i, tag, MPI_COMM_WORLD); } // 计算矩阵乘法 int start_row, end_row; for (int i = 1; i < size; i++) { start_row = (i - 1) * 3; end_row = start_row + 2; MPI_Send(&start_row, 1, MPI_INT, i, tag, MPI_COMM_WORLD); MPI_Send(&end_row, 1, MPI_INT, i, tag, MPI_COMM_WORLD); MPI_Send(&a[start_row][0], (end_row - start_row + 1) * COL_A, MPI_INT, i, tag, MPI_COMM_WORLD); } start_row = (size - 1) * 3; end_row = ROW_A - 1; for (int i = start_row; i <= end_row; i++) { for (int j = 0; j < COL_B; j++) { c[i][j] = 0; for (int k = 0; k < ROW_B; k++) { c[i][j] += a[i][k] * b[k][j]; } } } int temp_c[COL_B]; for (int i = 1; i < size; i++) { MPI_Recv(&temp_c, COL_B, MPI_INT, i, tag, MPI_COMM_WORLD, &status); start_row = (i - 1) * 3; end_row = start_row + 2; for (int j = start_row; j <= end_row; j++) { for (int k = 0; k < COL_B; k++) { c[j][k] = temp_c[k]; } } } // 输出结果 for (int i = 0; i < ROW_A; i++) { for (int j = 0; j < COL_B; j++) { cout << c[i][j] << " "; } cout << endl; } } else { // 接收矩阵 B MPI_Recv(&b, ROW_B * COL_B, MPI_INT, 0, tag, MPI_COMM_WORLD, &status); // 接收计算范围和矩阵 A 的部分数据 int start_row, end_row; MPI_Recv(&start_row, 1, MPI_INT, 0, tag, MPI_COMM_WORLD, &status); MPI_Recv(&end_row, 1, MPI_INT, 0, tag, MPI_COMM_WORLD, &status); int a_part[(end_row - start_row + 1) * COL_A]; MPI_Recv(&a_part, (end_row - start_row + 1) * COL_A, MPI_INT, 0, tag, MPI_COMM_WORLD, &status); // 计算矩阵乘法的一部分 int temp_c[COL_B]; for (int i = start_row; i <= end_row; i++) { for (int j = 0; j < COL_B; j++) { temp_c[j] = 0; for (int k = 0; k < ROW_B; k++) { temp_c[j] += a_part[(i - start_row) * COL_A + k] * b[k][j]; } } MPI_Send(&temp_c, COL_B, MPI_INT, 0, tag, MPI_COMM_WORLD); } } MPI_Finalize(); return 0; } ``` 该程序使用了 MPI 并行计算框架,通过广播将矩阵 B 发送给其他进程,然后将矩阵 A 的不同部分分别发送给不同的进程进行计算,最后将每个进程计算的结果发送回主进程。主进程负责输出最终结果。

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