Visual C++利用多線程模擬并行計算

2019-11-17 05:30:32

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供稿：網友

　　隨著信息時代的到來，需要處理的信息量越來越龐大，需要解決的問題越來越復雜，使得計算量劇增。通過提高單個處理器的計算速度和采用傳統的"順序（串行）"計算技術已難以勝任。因此，需要有功能更強大的計算機系統和計算機技術來支撐。并行計算機及并行計算技術應運而生。

　　但由于缺乏實驗環境和機器設備，我們普通人很難研究并行算法，即使有了想法也同樣面臨著無法驗證的尷尬。不過，好在像面向對象語言c++，java等都提供了多線程，使我們可以模擬多臺處理機。下面，我就一個簡單的例子，向大家介紹一下在vc下如何利用多線程模擬多處理機并行求取最大值問題。

　　題目如下：令n＝2的m次方，A是一個2n維的數組，待求最大值的數存放在A(n),A(n＋1)，……A(2n-1)中，所求得的最大值置于A(1),于是算法描述如下：

　　輸入：n＝2的m次方個數存在數組A(n；2n－1)中；

　　輸出：最大數置于A(1)中。

Begin
For k=m-1 to 0 do 
For j=2 to 2n-1 par do
A(j)=max(A(2j)，A(2j+1))
End For
End For
End

　　顯然，算法的時間t(n)=O(lgn),總比較次數為O(n)，而最大的處理器數p(n)=n/2。（也即最大的線程數。）

　　首先，我們建立一個基于對話框的應用程序，然后放置如圖所示控件：
　　 Visual C++利用多線程模擬并行計算（圖一）

　　然后定義全局變量如下，array用于存放產生的隨機數。

int g_nCount=0,j=0;
int *array;

　　在對話框的初始化函數中，我們隨機產生n個數并存于數組array中，程序代碼如下：

void CDemoDlg::OnBTnInitial() 
{
　// 初始化數組

　srand((unsigned)time(NULL));
　int i,temp;
　CString str;
　UpdateData(true);
　g_nCount=pow(2,m_intCount);
　array=new int[2*g_nCount];
　//根據用戶的輸入，產生2的m次方的隨機數并存于array[n]…a[2n-1]中
　for(i=g_nCount;i<2*g_nCount;i++)
　{

　　temp=rand()/100;
　　array[i]=temp;
　}
　//顯示產生的n個隨機數
　for(i=g_nCount;i<2*g_nCount;i++)
　{
　　str.Format("Array[%d]= %d",i,array[i]);
　　m_strArray+="/r/n";
　　m_strArray+= str;
　　m_strArray+="/r/n";
　}
　m_strArray+="/r/n";
　UpdateData(false);

}void CDemoDlg::OnBtnCompute() 
{
　// 啟動線程進行計算
　int k;
　for(k=m_intCount-1;k>=0;k--)
　{
　　for(j=pow(2,k);j＜pow(2,K+1);J++)
　　{
　　　AfxBeginThread(ComputeThread,GetSafeHwnd(),
　　　THREAD_PRIORITY_NORMAL);
　　}

　}
　//線程體：較array[2j]與array[2j+1]的大小，將大值置于array[j]中
　UINT ComputeThread(LPVOID pParam)
　{
　　if(array[2*j]>=array[2*j+1])
　　{
　　　array[j]=array[2*j];
　　}
　　else
　　{
　　　array[j]=array[2*j+1];
　　}
　　return 0;

　}
}
//顯示計算結果
void CDemoDlg::OnBtnShow() 
{
　// TODO: Add your control notification handler code here
　int k;
　CString str;
　for(k=1;k<2*g_nCount;k++)
　{
　　str.Format("Array[%d]＝ %d",k,array[k]);
　　m_strArray+="/r/n";
　　m_strArray+= str;
　　m_strArray+="/r/n";
　}　UpdateData(false);
}

重置功能的實現代碼，主要是將數組清空：

void CDemoDlg::OnBtnClear() 
{
　// TODO: Add your control notification handler code here
　m_strArray.Empty ();
　m_ctrlCount.SetFocus();
　m_ctrlCount.Clear();
　m_ctrlCount.SetSel(1);

　UpdateData(false);

　g_nCount=0;
　j=0;}

　　運行結果如圖：

　　