我已经定义了一个自定义struct，我需要将它发送给另一个
MPI 进程使用MPI_Bsend（或MPI_Send）。
这是结构：
struct car{
int shifts;
int topSpeed;
}myCar;
问题在于，除了原始类型之外，MPI 似乎不支持像上面显示的结构那样直接“传输”复杂数据类型。我听说我可能不得不使用“序列化”。
我应该如何处理这个问题并成功地将myCar 发送到进程 5？
【问题讨论】：
Jeremiah 是对的 - MPI_Type_create_struct 是通往这里的路。
重要的是要记住 MPI 是一个库，而不是内置于语言中；所以它不能“看到”一个结构本身序列化它的样子。因此，要发送复杂的数据类型，您必须明确定义其布局。在一种确实支持序列化的语言中，一组 MPI 包装器可以想象地利用它；例如mpi4py利用python的pickle透明发送复杂数据类型；但在 C 中，你必须卷起袖子自己动手。
对于您的结构，它看起来像这样：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <mpi.h>
#include <stddef.h>
typedef struct car_s {
int shifts;
int topSpeed;
} car;
int main(int argc, char **argv) {
const int tag = 13;
int size, rank;
MPI_Init(&argc, &argv);
MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);
if (size < 2) {
fprintf(stderr,"Requires at least two processes.\n");
exit(-1);
}
/* create a type for struct car */
const int nitems=2;
int blocklengths[2] = {1,1};
MPI_Datatype types[2] = {MPI_INT, MPI_INT};
MPI_Datatype mpi_car_type;
MPI_Aint offsets[2];
offsets[0] = offsetof(car, shifts);
offsets[1] = offsetof(car, topSpeed);
MPI_Type_create_struct(nitems, blocklengths, offsets, types, &mpi_car_type);
MPI_Type_commit(&mpi_car_type);
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
if (rank == 0) {
car send;
send.shifts = 4;
send.topSpeed = 100;
const int dest = 1;
MPI_Send(&send, 1, mpi_car_type, dest, tag, MPI_COMM_WORLD);
printf("Rank %d: sent structure car\n", rank);
}
if (rank == 1) {
MPI_Status status;
const int src=0;
car recv;
MPI_Recv(&recv, 1, mpi_car_type, src, tag, MPI_COMM_WORLD, &status);
printf("Rank %d: Received: shifts = %d topSpeed = %d\n", rank,
recv.shifts, recv.topSpeed);
}
MPI_Type_free(&mpi_car_type);
MPI_Finalize();
return 0;
}
【讨论】：
shifts，是一个数组，应该如何更改你的示例？ (int shifts[2];)
虽然 Jonathan Dursi 的答案是正确的，但它过于复杂。 MPI 提供了更简单、更通用的类型构造函数，更适合您的问题。 MPI_Type_create_struct 仅在您具有不同的基本类型（例如，int 和 float）时才需要。
对于您的示例，存在几个更好的解决方案：
假设这两个整数在一个连续的内存区域中对齐（即，就像一个整数数组），您根本不需要派生数据类型。只需使用car 类型变量的地址发送/接收两个MPI_INT 类型的元素，用作发送/接收缓冲区：
MPI_Send(&send, 2, MPI_INT, dest, tag, MPI_COMM_WORLD);
MPI_Recv(&recv, 2, MPI_INT, src, tag, MPI_COMM_WORLD, &status);
如果你想使用派生数据类型（例如，为了可读性或它的乐趣），你可以使用对应于数组的MPI_Type_contiguous：
MPI_Type_contiguous(2, MPI_INT, &mpi_car_type);
如果两个整数的对齐方式不同（很可能不是这种情况，但它依赖于机器并且存在许多不同平台的 MPI 实现），您可以使用 MPI_Type_indexed_block：它需要一个位移数组（例如MPI_Type_create_struct)，但只有一个 oldtype 参数，并且每个块的块长度定义为 1：
MPI_Aint offsets[2];
offsets[0] = offsetof(car, shifts) ; //most likely going to be 0
offsets[1] = offsetof(car, topSpeed);
MPI_Type_indexed_block(2, offsets, MPI_INT);
虽然另一种解决方案在语义上是正确的，但它更难阅读，并且可能会导致很大的性能损失。
【讨论】：
查看MPI_Type_create_struct 为您的对象构建自定义 MPI 数据类型。使用它的一个例子是http://beige.ucs.indiana.edu/I590/node100.html。
【讨论】：
int MPI_Send(const void *buf, int count, MPI_Datatype datatype, int dest, int tag, MPI_Comm comm)
OpenMPI 将发送从 buf 开始的连续字节 count * sizeof(datatype) 以允许发送诸如 int 数组之类的内容。例如，如果你声明一个 10 int 数组int arr[10]，你可以用
MPI_Send(arr, 10, MPI_INT, 1, 0, MPI_COMM_WORLD);
并以类似方式接收。由于buf 是一个空指针，我们可以通过发送sizeof(my_struct) 字节并在接收端作为结构回退来滥用它来发送结构。这是一个例子：
#include "mpi.h"
#include <stdio.h>
typedef struct
{
char a;
int b;
short c;
} my_struct;
int main (int argc, char *argv[])
{
int numtasks, taskid;
MPI_Init(&argc, &argv);
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &taskid);
MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &numtasks);
if (taskid == 0)
{
my_struct m;
m.a = '!';
m.b = 1234;
m.c = 5678;
MPI_Send(&m, sizeof(my_struct), MPI_CHAR, 1, 0, MPI_COMM_WORLD);
}
else
{
my_struct m;
MPI_Recv(&m, sizeof(my_struct), MPI_CHAR, 0, 0, MPI_COMM_WORLD,
MPI_STATUS_IGNORE);
printf("%c %d %d\n", m.a, m.b, m.c);
}
MPI_Finalize();
}
由于 C 数组连续存储数据，我们甚至可以像 malloc an array of structs 那样发送结构数组。因此，如果您有 my_struct m_array[10]，您将发送（并以类似方式接收）
MPI_Send(m_array, sizeof(my_struct) * 10, MPI_CHAR, 1, 0, MPI_COMM_WORLD);
【讨论】：