用MPI设计实现矩阵-向量乘法 在0进程输入矩阵和向量

好的，以下是一个简单的使用MPI实现矩阵-向量乘法的示例代码。在这个例子中，我们假设矩阵和向量都是由进程0输入的。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <mpi.h>

#define ROWS 4
#define COLS 4

int main(int argc, char** argv) {
    int rank, size, i, j;
    int matrix[ROWS][COLS], vector[COLS], result[ROWS], partial_result[ROWS];
    MPI_Status status;

    MPI_Init(&argc, &argv);
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);

    if(rank == 0) {
        // 进程0读取矩阵和向量
        printf("Enter the matrix (%d x %d):\n", ROWS, COLS);
        for(i = 0; i < ROWS; i++) {
            for(j = 0; j < COLS; j++) {
                scanf("%d", &matrix[i][j]);
            }
        }

        printf("Enter the vector (%d elements):\n", COLS);
        for(i = 0; i < COLS; i++) {
            scanf("%d", &vector[i]);
        }
    }

    // 广播向量到所有进程
    MPI_Bcast(vector, COLS, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD);

    // 将矩阵分成若干行，并分配给各个进程
    int rows_per_process = ROWS / size;
    int start_row = rank * rows_per_process;
    int end_row = (rank == size - 1) ? ROWS : start_row + rows_per_process;
    int num_rows = end_row - start_row;

    // 发送各个进程需要计算的矩阵行
    if(rank == 0) {
        for(i = 1; i < size; i++) {
            MPI_Send(&matrix[i * rows_per_process][0], rows_per_process * COLS, MPI_INT, i, 0, MPI_COMM_WORLD);
        }
    } else {
        MPI_Recv(matrix, num_rows * COLS, MPI_INT, 0, 0, MPI_COMM_WORLD, &status);
    }

    // 计算每个进程的部分结果
    for(i = 0; i < num_rows; i++) {
        partial_result[i] = 0;
        for(j = 0; j < COLS; j++) {
            partial_result[i] += matrix[i + start_row][j] * vector[j];
        }
    }

    // 将每个进程的部分结果发送给进程0
    if(rank == 0) {
        for(i = 0; i < num_rows; i++) {
            result[i] = partial_result[i];
        }

        for(i = 1; i < size; i++) {
            MPI_Recv(&result[i * rows_per_process], rows_per_process, MPI_INT, i, 0, MPI_COMM_WORLD, &status);
        }
    } else {
        MPI_Send(partial_result, num_rows, MPI_INT, 0, 0, MPI_COMM_WORLD);
    }

    // 进程0输出结果
    if(rank == 0) {
        printf("Result:\n");
        for(i = 0; i < ROWS; i++) {
            printf("%d\n", result[i]);
        }
    }

    MPI_Finalize();
    return 0;
}

在这个代码中，我们使用了MPI的广播和发送/接收操作来将矩阵和向量分发给各个进程，并将每个进程的部分结果发送回进程0进行汇总。在实际使用中，您可能需要根据需要调整代码以适应您的特定情况。