循环级前缀和：弄乱了部分和答案

【问题标题】：Loop-Level Prefix-Sum: Messed up partial sums循环级前缀和：弄乱了部分和
【发布时间】：2021-10-22 10:24:01
【问题描述】：

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


void prefix(int n, int A[n]){
    
    //end of recursion
    if(n==1) return;
    
    int n2 = n/2;
    
    //Array split
    int L[n2];
    int R[n-n2];
    
    #pragma omp parallel for
    for(int i=0; i<n2; i++){
        L[i]=A[i];
    }
    

    #pragma omp parallel for
    for(int i=n2; i<n-n2; i++){
        R[i-n2]=A[i];
    }
         
    
    //recursion
    #pragma omp task
    prefix(n2,L);
    
    #pragma omp task
    prefix(n-n2,R);
    
    #pragma omp taskwait
    #pragma omp parallel for
    for(int i = 0; i<n2; i++){
        A[n2+i]=A[n2]+A[n2+i];
    }
    for(int i = 0; i<n; i++){
        printf("%d\n",A[i]);
    }
    printf("END\n");
}

int main(){
    
    int A[4] = {1,2,3,4};
    prefix(4,A);
    
    for(int i=0;i<4;i++){
        printf("%d",A[i]);
    }
}

输出： 1 结尾 32 结尾 1 4 结尾 16 结尾 32 结尾 16 0 结尾 1 2 6 7 结尾第1267章

所以我知道部分递归和由于前半部分的 32 而被搞砸了。但我目前正在努力寻找原因。初始算法使用从 1 到 n 的数组。与范围有关吗？

感谢您的帮助。

编辑：

现在我明白了：

1 2 结尾 6684773 7864425 结尾 1 2 3 7 结尾第1237章

什么原因导致前缀和计算失败？

现在解决了：

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


void prefix(int n, int *A, int start, int end){
    
    //end of recursion
    if(n==1) return;
    
    int n2 = n/2;
    
    //recursion
    #pragma omp task
    prefix(n2,A, start, end-n2);
    
    #pragma omp task
    prefix(n-n2,A,end-n2+1, end);   
    #pragma omp taskwait
   
    #pragma omp parallel for
    for(int i = 0; i<n2; i++){
        A[end-n2+1+i]=A[end-n2]+A[end-n2+1+i];
    }
    for(int i = 0; i<n; i++){
        printf("%d\n",A[i]);
    }
    printf("END\n");
}

int main(){
    
    int A[4] = {1,1,1,1};
    prefix(4,A,0,3);
    
    for(int i=0;i<4;i++){
        printf("%d",A[i]);
    }
}

【问题讨论】：

如果n 为零，您应该返回零，而不是A[0]（在这种情况下，这是一个越界访问，假设零大小的数组是有意义的）。如果n 为一，则可以返回A[0]。
prefix 函数不应返回任何内容，因为对 prefix 的所有三个调用都忽略了返回值。将函数声明为void prefix(int n, int A[n]);，并将return A[0];更改为return;。
代码无法正确处理n 的奇数值。请记住，整数除法会向 0 截断。例如，如果 n=3 则 L[n/2] 和 R[n/2] 实际上是 L[1] 和 R[1]。这是一个问题，因为n的起始值是4，所以递归调用是n=2，然后是n=1，1是奇数。
在函数顶部计算一次n2 = n/2。这两个数组的长度将是n2 和n - n2。请注意，如果n 是偶数，n - n2 将等于n2，如果n 是奇数，则n2+1。
prefix 函数到底应该做什么？请澄清一下。除了索引问题，使用本地数组（L,R）的递归调用对main中的数组A没有任何影响。

标签： c recursion openmp prefix-sum

【解决方案1】：

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


void prefix(int n, int *A, int start, int end){
    
    //end of recursion
    if(n==1) return;
    
    int n2 = n/2;
    
    //recursion
    #pragma omp task
    prefix(n2,A, start, end-n2);
    
    #pragma omp task
    prefix(n-n2,A,end-n2+1, end);   
    #pragma omp taskwait
   
    #pragma omp parallel for
    for(int i = 0; i<n2; i++){
        A[end-n2+1+i]=A[end-n2]+A[end-n2+1+i];
    }
    for(int i = 0; i<n; i++){
        printf("%d\n",A[i]);
    }
    printf("END\n");
}

int main(){
    
    int A[4] = {1,1,1,1};
    prefix(4,A,0,3);
    
    for(int i=0;i<4;i++){
        printf("%d",A[i]);
    }
}

【讨论】：

【解决方案2】：

请注意，如果n 是奇数，则答案中的程序不会给出正确的结果。对于这个简单的任务，您不需要递归算法，除非它是您的家庭作业并且您必须使用递归算法和 OpenMP 任务。您应该使用更简单的算法，例如

void prefix(int n, int* A){    
    if (n>1) {
        int sum=A[0];
        for(int i=1; i<n;i++){
            sum+=A[i];
            A[i]=sum;
        }
    }
}

【讨论】：

将初始数组放大为零并在最后删除它对奇数不起作用吗？
没有。对于int A[] = {1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1};，您的代码给出：1,1,1,3,4,4,6,7,7,9,10,10,12,13,13,15,16,16,18,19,19,21,25,26,27。
如果您需要并行算法来计算前缀和，您可以在网上找到很多，例如：www2.hawaii.edu/~nodari/teaching/f17/slides/…
可以用 0 放大它，直到长度为 2。
感谢建议的链接。