使用 OpenMP 并行递增数组元素答案

【问题标题】：Parallel incrementing of array elements with OpenMP使用 OpenMP 并行递增数组元素
【发布时间】：2015-05-30 20:41:09
【问题描述】：

我有大小为 N 的数组 a 和随机数。使用 OpenMP，我想为 A 中的每个数字递增数组 b 的元素 0 到 9，大小为 10。语言是 C。

#pragma omp parallel for
for(i = 0; i < N; i++)
   b[a[i]]++;

不幸的是，在 b 的某些元素中显然存在同时写入，结果与预期不符。我尝试将 b 设置为 firstprivate 和 lastprivate 但这也没有帮助。

任务看起来很简单，但我不知道该怎么做，因为 OpenMP 中没有数组的 atomic。我可以为线程数创建一个新数组，然后最后将它们加在一起，但这似乎不是最佳选择。

在数组b 的元素中计算a 中的数字出现次数的最快方法是什么？

【问题讨论】：

独立求和，然后合并结果。
@BrianCain 我不确定你的意思。 “总和”是指增量吗？使用“独立”是指我应该创建一个新的私有变量吗？使用合并，您的意思是我应该最后将所有版本的私有变量相加吗？因为这对我来说似乎是低效的。你能用一个简单的代码片段告诉我你的意思吗？
算法并不像我想象的那么简单。但最终这是一个权衡，它是否有效可能取决于 N 与b 的大小之比（它真的总是 10 吗？）。一个更简单的替代方法是使用一系列互斥锁。
我不明白“OpenMP 中的数组没有atomic”。您指的是哪个 OpenMP 规范？而且您并没有尝试在数组上进行原子操作。您正在尝试以原子方式递增数组的单个元素，但我找不到任何证据表明这不起作用。

标签： c arrays for-loop openmp increment

【解决方案1】：

如果 a[] 中的任何值相同，那么您将同时写入 b 的相同元素。

a[0] = 1 和 a[1] = 1 那么您将同时写入 b[1]。

【讨论】：

【解决方案2】：

您可以为每个数组使用 2 个“for()”

【讨论】：

这应该是一条评论

【解决方案3】：

您的问题本质上是我提出的问题的重复 fill-histograms-in-parallel-with-openmp-without-using-a-critical-section.

在您的情况下，简单的解决方案是

#pragma omp parallel
{
    int i, b_local[10] = {0};
    #pragma omp for nowait 
    for(i = 0; i < n; i++) b_local[a[i]]++;
    #pragma omp critical
    for(i=0; i<10; i++) b[i] += b_local[i];    
}

可以在没有关键部分的情况下执行此操作（请参阅我的问题），但不一定更有效。

这是一个工作示例

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

#define N 100

void foo(int *b, int *a, int n) {
    #pragma omp parallel
    {
        int i, b_local[10];
        memset(b_local, 0, 10*sizeof(int));
        #pragma omp for 
        for(i = 0; i < n; i++) b_local[a[i]]++;


        #pragma omp critical
        {     
            for(i=0; i<10; i++) {
                b[i] += b_local[i]; 
            }
        }

    }
}

int main() {   
    int i;
    int b[10] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    int b2[10] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    int a[N];
    for(i=0; i<N; i++) a[i] = rand()%10;

    foo(b,a,N);
    for(i=0; i<N; i++) b2[a[i]]++;
    for(i=0; i<10; i++) printf("%d ", b[i]); puts("");
    for(i=0; i<10; i++) printf("%d ", b2[i]); puts("");
}

【讨论】：