假定有一组进程,每个进程随机生成一个数字,请编写MPI程序,对这些数字进行排序,并把排序结果通知到每一个进程。 每个进程把生成的数字、进程号以及所处的次序在屏幕上打印出来之后退出。
时间: 2023-09-18 07:05:28 浏览: 109
### 回答1:
以下是一个可能的MPI程序实现,使用MPI的集体通信函数来实现并行排序:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <mpi.h>
#define MAX_NUMS 100
int cmp(const void *a, const void *b) {
return (*((int *)a) - *((int *)b));
}
int main(int argc, char *argv[]) {
int size, rank;
int nums[MAX_NUMS], sorted_nums[MAX_NUMS];
int i;
MPI_Init(&argc, &argv);
MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
srand(time(NULL) + rank);
for (i = 0; i < MAX_NUMS; i++) {
nums[i] = rand();
}
qsort(nums, MAX_NUMS, sizeof(int), cmp);
MPI_Gather(nums, MAX_NUMS / size, MPI_INT,
sorted_nums, MAX_NUMS / size, MPI_INT,
0, MPI_COMM_WORLD);
if (rank == 0) {
qsort(sorted_nums, MAX_NUMS, sizeof(int), cmp);
for (i = 0; i < MAX_NUMS; i++) {
printf("Process %d, sorted_nums[%d] = %d\n",
rank, i, sorted_nums[i]);
}
} else {
for (i = 0; i < MAX_NUMS / size; i++) {
printf("Process %d, nums[%d] = %d\n",
rank, i, nums[i]);
}
}
MPI_Finalize();
return 0;
}
```
该程序首先初始化MPI,然后每个进程生成一组随机数,并使用qsort函数对它们进行排序。然后,每个进程使用MPI_Gather函数将其部分排序结果收集到根进程中,根进程再使用qsort函数将所有结果进行最终排序。最后,每个进程都打印出其生成的随机数或排序结果,并退出MPI。
请注意,该程序仅用于演示目的,实际情况下可能需要进行更复杂的排序算法以提高性能。此外,该程序假定有足够的进程数使得每个进程生成的数字可以被平均分配到所有进程中,这可能不是实际情况。
### 回答2:
为了对一组进程生成的随机数进行排序,并将排序结果通知到每个进程,我们可以使用MPI(Message Passing Interface)编写一个并行排序程序。
首先,每个进程都随机生成一个数字,并保存在数组中。然后,使用MPI的通信函数将每个进程的数字发送给根进程(通常是进程0)。根进程接收所有数字,并使用排序算法对数字进行排序。
在进行排序之后,根进程使用MPI的广播函数将排序结果发送给其他进程。每个进程接收到排序结果后,输出自己的进程号、生成的数字以及排序后的次序,并退出。
以下是一个简单的MPI排序程序的示例代码:
```python
from mpi4py import MPI
import numpy as np
def print_sorted_data(data, rank, size):
sorted_indices = np.argsort(data)
sorted_data = data[sorted_indices]
for i in range(size):
if i == rank:
print(f"进程号: {rank},生成的数字: {data[i]},排序后的次序: {np.where(sorted_indices==i)[0][0]}")
MPI.COMM_WORLD.Barrier()
def main():
# 初始化MPI环境
comm = MPI.COMM_WORLD
rank = comm.Get_rank()
size = comm.Get_size()
# 生成随机数
np.random.seed(rank)
data = np.random.randint(0, 100, size)
# 发送数据给根进程
if rank == 0:
all_data = np.empty([size, size], dtype=int)
else:
all_data = None
comm.Gather(data, all_data, root=0)
# 根进程进行排序
if rank == 0:
sorted_data = np.sort(all_data.flatten())
else:
sorted_data = None
# 将排序结果广播给其他进程
comm.Bcast(sorted_data, root=0)
# 打印排序结果
print_sorted_data(data, rank, size)
if __name__ == "__main__":
main()
```
在上面的代码中,我们使用了mpi4py库来实现MPI功能。首先,通过调用MPI.COMM_WORLD.Get_rank()获取当前进程的编号,并使用随机数生成器numpy.random生成一个随机数。
然后,将每个进程的随机数通过MPI.COMM_WORLD.Gather()函数发送给根进程。根进程将收集到的所有随机数合并在一个大数组中,并使用np.sort()对它们进行排序。
接下来,根进程使用MPI.COMM_WORLD.Bcast()将排序后的结果广播给其他进程。然后,每个进程使用自己的随机数数据和排序结果调用print_sorted_data()函数,打印进程号、生成的数字以及排序后的次序。
最后,每个进程都会退出。
请注意,以上代码仅为示例,实际应用时需要根据具体情况进行修改和调整。
### 回答3:
MPI(Message Passing Interface)是一种用于并行计算的通信库,可以在分布式系统中实现进程间的通信和数据交换。在这个问题中,我们需要使用MPI编写一个程序,对一组进程随机生成的数字进行排序,并把排序结果通知到每一个进程。
下面是一个基本的MPI程序的伪代码:
1. 导入MPI库
2. 初始化MPI环境
3. 获取当前进程的进程号和总进程数
4. 定义每个进程随机生成的数字的数量
5. 定义每个进程随机生成的数字的数组
6. 每个进程生成随机数字的函数
7. 每个进程生成随机数字,保存在数组中
8. 打印每个进程生成的数字、进程号以及所处的次序
9. 使用MPI的全局通信函数,将每个进程生成的数字发送到根进程
10. 在根进程中,接收并存储每个进程生成的数字
11. 在根进程中,对接收到的数字进行排序
12. 使用MPI的广播通信函数,将排序结果发送到所有进程
13. 在每个进程中,接收并打印排序结果
14. 释放MPI环境
15. 退出程序
这个伪代码是一个基础的框架,你需要使用MPI库提供的实际函数来实现具体的功能。同时,你还需要根据具体的语言和平台来编写代码。完成这个问题需要一定的MPI编程经验,同时还需要对具体的编程语言和MPI库有一定的了解。
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