使用MPI编写一个程序,实现水仙花数的计算。水仙花数是指3位数字,其每个数字的立方和等于该数字本身,例如,153是一个水仙花数。你的程序应该使用scanf_s输入函数从命令行接收一个参数n,表示要计算n位数是否为水仙花数。你的程序应打印出所有n位水仙花数。寻找所有3位、4位等输入数位的数字,并测试它们是否是水仙花数。可以使用浮点数的平方初始化和浮点数的模运算来实现。使用必要的MPI函数来自动分发数据,以提高程序的执行速度并均衡负载。当多个进程之间通信时,必须正确同步以确保数据一致性。
时间: 2024-03-27 22:40:19 浏览: 50
水仙花数是指一个 n 位数(n ≥ 3),它的每个位上的数字的 n 次幂之和等于它本身 例如,153 是一个水仙花数,因为 1^
好的,这是一个比较复杂的问题,需要用到MPI编写并行程序来实现。以下是一个参考实现,可以作为参考:
```c
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <mpi.h>
int isNarcissistic(int num)
{
int digit1 = num / 100;
int digit2 = (num - digit1 * 100) / 10;
int digit3 = num % 10;
int sum = pow(digit1, 3) + pow(digit2, 3) + pow(digit3, 3);
if (sum == num) {
return 1;
} else {
return 0;
}
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int n = atoi(argv[1]);
int numStart = pow(10, n - 1);
int numEnd = pow(10, n) - 1;
int rank, size;
MPI_Init(&argc, &argv);
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);
int localStart = numStart + rank;
int localEnd = numEnd;
int localCount = 0;
for (int i = localStart; i <= localEnd; i += size) {
if (isNarcissistic(i)) {
localCount++;
printf("Process %d found a narcissistic number: %d\n", rank, i);
}
}
int totalCount = 0;
MPI_Reduce(&localCount, &totalCount, 1, MPI_INT, MPI_SUM, 0, MPI_COMM_WORLD);
if (rank == 0) {
printf("Total count of narcissistic numbers: %d\n", totalCount);
}
MPI_Finalize();
return 0;
}
```
这个程序使用MPI库来实现并行计算。它首先从命令行参数中读取数字n,然后计算出所有n位数字的范围。每个进程都处理其中的一部分数字,使用函数 `isNarcissistic` 来检查每个数字是否为水仙花数,然后将计数器递增。最后,所有进程的计数器都被合并到一个总计数器中,然后在进程0中打印出结果。
为了实现并行计算,我们使用了MPI函数 `MPI_Init` 和 `MPI_Comm_rank` 来初始化MPI库并获取每个进程的进程号。我们还使用了 `MPI_Comm_size` 来获取进程总数,并计算出每个进程应该处理的数字范围。在每个进程中,我们使用一个循环来迭代它所处理的数字,并使用 `isNarcissistic` 函数来检查每个数字是否为水仙花数。最后,我们使用 `MPI_Reduce` 函数将每个进程的计数器合并到一个总计数器中,并在进程0中打印出结果。
需要注意的是,在并行计算中,多个进程之间需要进行通信。在这个程序中,我们使用 `MPI_Reduce` 函数来合并计数器。该函数将每个进程的计数器作为输入,并将它们合并成一个总计数器,然后将其发送给进程0。在这个过程中,MPI库会自动处理数据的分发和同步,确保数据的一致性。
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