并行化阶乘计算答案

【问题标题】：Parallelizing Factorial Calculation并行化阶乘计算
【发布时间】：2016-01-24 16:24:07
【问题描述】：

我想编写一个使用并行计算（Open MP library）计算整数阶乘的程序。

显然下面的程序存在竞争条件。

// Each loop iteration writes a value that a different iteration reads.
#pragma omp parallel for
for (i=2; i < 10; i++)
{
   factorial[i] = i * factorial[i-1];
}

我在某处读到 pow 和阶乘计算无法并行完成。那么，这是真的吗，还是可以修改上述程序（在 C 中，使用 OPenMP 库）以并行计算阶乘？

【问题讨论】：

顺便说一句，你为什么想要一个阶乘数组？阶乘的大小增长得非常快。您可能应该以某种方式规范化该值以使其有界。另请参阅Stirling's_approximation。

标签： c parallel-processing openmp factorial

【解决方案1】：

您可以通过在数组上运行两次来并行执行此操作。第一次计算部分产品并保存每个线程的总部分产品。在第二遍中，您通过前一个线程的总产品更正每个元素。这类似于如何并行进行累积和（也称为前缀和），只是它是并行累积乘积。

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

int main(void) {
    int n = 10;
    int factorial[n];
    factorial[1] = 1;

    int *proda;
    #pragma omp parallel
    {
        int ithread = omp_get_thread_num();
        int nthreads = omp_get_num_threads();
        #pragma omp single
        {
            proda = malloc(nthreads * sizeof *proda);
            proda[0] = 1;
        }
        int prod = 1;
        #pragma omp for schedule(static) nowait
        for (int i=2; i<n; i++) {
            prod *= i;
            factorial[i] = prod;
        }
        proda[ithread+1] = prod;
        #pragma omp barrier
        int offset = 1;
        for(int i=0; i<(ithread+1); i++) offset *= proda[i];
        #pragma omp for schedule(static)
        for(int i=1; i<n; i++) factorial[i] *= offset;
    }
    free(proda);

    for(int i=1; i<n; i++) printf("%d\n", factorial[i]); putchar('\n'); 
}

【讨论】：

【解决方案2】：

如果它是一个很大的数字，你可以做一个并行阶乘，如果你分裂你的乘法

示例

数字是 1000！你有 10 个线程

线程解析2*3*4*5*.....*100并保存在t1中
线程解析 101*102*103 .... *200 并保存在 t2 中

....

10) 线程解析 900*901*902*....*1000 并保存到 t10

然后在你解决的主线程上：

t1*t2*t3*...*t10 等于1000！

【讨论】：