需要一种算法来与 c 中的 pthreads 并行计算 pi [关闭]答案

【问题标题】：Need an algorithm to calculate pi in parallel with pthreads in c [closed]需要一种算法来与 c 中的 pthreads 并行计算 pi [关闭]
【发布时间】：2016-02-16 07:04:07
【问题描述】：

在任何快速回答之前，我想解释一下我的需求。我正在从事一个 C-Posix 项目，专注于使用 Pthreads 进行并行计算。我做了研究，发现了几十种算法来计算 Pi：Bailey-Borwein-Plouffe 公式、Machin-like 公式、Leibniz 公式、Chudnovsky 算法、蒙特卡罗、Ramanujan 等。问题是在速度收敛或每次迭代的数字方面我不需要“最佳”算法，因为获得 pi 不是项目的目标本身。该项目的真正目标是比较使用 pthread 解决串行和并行的相同编程问题的性能。例如，在项目结束时，我希望得到一个这样的比较表：

说了这么多之后，我需要一个尽可能简单的算法，在 pthreads 中进行简单的编码（不是 MPI、OpenMP 或类似的）（令人尴尬的并行将是一个完美的选择），最后但并非最不重要的是算法必须适合显示对并行化的巨大影响

PD：如果有人可以提出任何其他适合该项目的并行计算，我也将不胜感激。

谢谢！

【问题讨论】：

至于“其他并行计算”，想想一个程序，它需要对大量输入记录进行某种操作（pfff，比如，字符串反转？）。
质数计算可以并行化。不是为了一个单独的数字[不值得]，但你可以做 master/worker 并让 master 保持喂食范围（例如 2-1000 --> 线程 0、1000-2000 --> 线程 1）。当一个线程完成它的范围时，它会向 master 请求一个新的范围。或者，只是让每个线程根据线程数计算它。但是，话又说回来，也许一个单独的数字并行可能会很有趣。
听起来不错。在等待该线程的响应时，我将研究这些类型的算法。谢谢。
你的桌子一开始就有缺陷。您必须考虑创建和删除线程所需的时间，否则您的基准测试是无稽之谈。这意味着像 10 次甚至 1000 次迭代这样的情况在并行时可能会慢得多。
另外，“吸血鬼数字”怎么样。请参阅stackoverflow.com/questions/32834843/… 另请参阅：reddit.com/r/dailyprogrammer/comments/3moxid/… 您可以比“4 2”和“6 3”订单高得多，甚至可以进入多精度数学。不像看起来那么容易

标签： c algorithm parallel-processing pthreads pi

【解决方案1】：

一种近似 pi（任意精度）的蒙特卡洛方法很容易并行化。在伪代码中：

total=0;
inside=0;
while(total<whatever) {
    double1=random(0,1); //Random number from zero to 1
    double2=random(0,1);
    total++;
    if(double1**2 + double2**2 < 1) {inside++;}
}
pi=4*inside/total;

循环中的所有内容都可以在任意数量的线程上并行化，您只需在最后将结果相加即可。

编辑：正如 caf 在 cmets 中提到的，重要的是 RNG 对于每个线程都是独立的，否则运行多个线程不会有任何改进。

【讨论】：

假设 10000 次迭代和 10 个线程池，线程可能看起来像这样： for(i=0;i
@holyknight 看起来对我来说很合适。
@holyknight 顺便说一句，您仍然可以使用反引号（即`）将某些内容标记为代码code
太好了，会试试这个。 PD：我在 stackoverflow 上做了很多阅读，但我仍然不习惯这个平台：D
使用并行 Monte-Carlo 方法要避免的一个潜在陷阱是，您需要确保对随机数使用每线程 PRNG。