假定comm_sz=8,n=16.画一张图来说明进程0要分发n个元素的数组,怎样使用拥有comm_sz个进程的树形结构的通信来实现MPI_Gather
时间: 2023-05-12 10:07:36 浏览: 197
好的,让我来回答这个问题。首先,我们可以使用MPI_Scatter函数将数组分发到各个进程中。然后,进程0可以使用MPI_Gather函数将所有进程中的数据收集到一个数组中。下面是一个示例代码:
```
int main(int argc, char** argv) {
int comm_sz, my_rank;
int n = 16;
int* arr = NULL;
int* recv_buf = NULL;
MPI_Init(&argc, &argv);
MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &comm_sz);
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &my_rank);
if (my_rank == 0) {
arr = (int*)malloc(n * sizeof(int));
for (int i = 0; i < n; i++) {
arr[i] = i;
}
}
int local_n = n / comm_sz;
int* local_arr = (int*)malloc(local_n * sizeof(int));
MPI_Scatter(arr, local_n, MPI_INT, local_arr, local_n, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD);
if (my_rank == 0) {
recv_buf = (int*)malloc(n * sizeof(int));
}
MPI_Gather(local_arr, local_n, MPI_INT, recv_buf, local_n, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD);
if (my_rank == 0) {
for (int i = 0; i < n; i++) {
printf("%d ", recv_buf[i]);
}
printf("\n");
free(arr);
free(recv_buf);
}
free(local_arr);
MPI_Finalize();
return 0;
}
```
现在,让我们来看一下如何使用树形结构的通信来实现MPI_Gather。假设我们有8个进程,我们可以使用以下树形结构:
```
0
/ \
1 2
/ \ / \
3 4 5 6
|
7
```
在这个树形结构中,进程0是根节点,每个进程都有一个父节点和零个或多个子节点。我们可以使用递归的方式来实现树形结构的通信。具体来说,进程0将收集来自其子节点的数据,并将它们存储在一个缓冲区中。然后,进程0将这个缓冲区发送给其父节点。父节点将收集来自其子节点的数据,并将它们存储在一个缓冲区中。然后,父节点将这个缓冲区发送给其父节点,以此类推,直到根节点收集了所有数据。
下面是一个示例代码:
```
int gather_tree(int* send_buf, int send_count, int* recv_buf, int recv_count, int root, MPI_Comm comm) {
int comm_sz, my_rank;
MPI_Comm_size(comm, &comm_sz);
MPI_Comm_rank(comm, &my_rank);
if (my_rank == root) {
memcpy(recv_buf, send_buf, send_count * sizeof(int));
}
int parent = (my_rank - 1) / 2;
int left_child = 2 * my_rank + 1;
int right_child = 2 * my_rank + 2;
if (left_child < comm_sz) {
gather_tree(send_buf, send_count, recv_buf, recv_count, root, MPI_Comm_split(comm, left_child, my_rank, &comm));
}
if (right_child < comm_sz) {
gather_tree(send_buf, send_count, recv_buf, recv_count, root, MPI_Comm_split(comm, right_child, my_rank, &comm));
}
if (my_rank != root) {
MPI_Send(recv_buf, recv_count, MPI_INT, parent, 0, comm);
}
return 0;
}
```
在这个示例代码中,我们使用MPI_Comm_split函数来创建一个新的通信子集,其中只有一个进程是父进程,其余进程都是子进程。然后,我们使用递归的方式来实现树形结构的通信。注意,我们使用MPI_Send函数来发送数据,而不是MPI_Bcast函数,因为我们需要将数据发送给父节点,而不是所有进程。