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梯形积分法【OpenMP实现】多个版本
發布時間:2025/4/16
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豆豆
生活随笔
收集整理的這篇文章主要介紹了
梯形积分法【OpenMP实现】多个版本
小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
簡述
會用多個版本來寫。操作是用命令行來操作。
除了第二版本是在內容上基于第一個版本的完善,其他都是降低算法的復雜程度的,可以放心閱讀
文章目錄
- 簡述
- 版本1
- 版本2
- 版本3
- 版本4
版本1
- 要求n被thread_count整除 不然可以會有計算錯誤。
編譯好源文件之后,就用下面的命令執行
- 這里是用4個線程,來計算在0,1區間上的x2x^2x2的用n=64劃分的梯形積分公式。結果接近1/3 可以通過提高n來提高精度。但這個版本只能計算n為thread_count的整數倍的時候
版本2
- 可以使用不被thread_count整除的n
- 改進代碼: 添加了一個變量left表示剩余。剩余的讓前left個線程每個再多算點。(一般來說線程數目都會比n要小很多。(不然在算法上就會不精確(n不夠大的話)。))
實際的代碼:
#include <iostream> #include <omp.h>#define FUN(x) (x * x)using namespace std; #pragma warning(disable : 4996) void Trap(double a, double b, int n, double *global_result_p); int main(int argc, char **argv) {if (argc < 5) return 0;double global_result = 0.0;double a, b;int n;int thread_count = strtol(argv[1], NULL, 10);a = strtod(argv[2], NULL);b = strtod(argv[3], NULL);n = strtol(argv[4], NULL, 10);#pragma omp parallel num_threads (thread_count)Trap(a, b, n, &global_result);cout << "With n = " << n << " trapzoids, our estimate\n";cout << "of the integral from " << a << " to " << b <<" = "<< global_result<< endl; }void Trap(double a, double b, int n, double *global_result_p) {double h, x, my_result;double local_a, local_b;int i, local_n, left;int my_rank = omp_get_thread_num();int thread_count = omp_get_num_threads();h = (b - a) / n;local_n = n / thread_count; // same in all threadsleft = n % thread_count;if (my_rank < left) local_n += 1;if (my_rank < left){ local_a = a + my_rank * local_n * h; }else { local_a = a + left * (local_n + 1) * h + (my_rank - left) * local_n * h; }local_b = local_a + local_n * h;x = local_a; // initial xmy_result = (FUN(local_a) + FUN(local_b)) / 2;for (i = 1; i < local_n; ++i) {x += h;my_result += FUN(x);}my_result *= h; # pragma omp critical *global_result_p += my_result; }發現精度不斷的提升,在只改變n的數目的情況下。
PS D:\C++\VS\repo\OpenMP-TEST\Debug> ./OpenMP-TEST 4 0 1 64 With n = 64 trapzoids, our estimate of the integral from 0 to 1 = 0.333374 PS D:\C++\VS\repo\OpenMP-TEST\Debug> ./OpenMP-TEST 4 0 1 65 With n = 65 trapzoids, our estimate of the integral from 0 to 1 = 0.333373 PS D:\C++\VS\repo\OpenMP-TEST\Debug> ./OpenMP-TEST 4 0 1 66 With n = 66 trapzoids, our estimate of the integral from 0 to 1 = 0.333372 PS D:\C++\VS\repo\OpenMP-TEST\Debug> ./OpenMP-TEST 4 0 1 67 With n = 67 trapzoids, our estimate of the integral from 0 to 1 = 0.33337版本3
- 對于部分對指針不太熟的人來說,我們可以做出下面的改進
- 修改部分:
結果
PS D:\C++\VS\repo\OpenMP-TEST\Debug> ./OpenMP-TEST 4 0 1 67 With n = 67 trapzoids, our estimate of the integral from 0 to 1 = 0.33337 PS D:\C++\VS\repo\OpenMP-TEST\Debug> ./OpenMP-TEST 4 0 1 68 With n = 68 trapzoids, our estimate of the integral from 0 to 1 = 0.333369 PS D:\C++\VS\repo\OpenMP-TEST\Debug>版本4
- 使用規約變量和規約操作
- 會讓代碼更加簡單
- 跟版本3是一樣的。就是讓代碼更加簡單了而已,用了map-reduce的思路
- reduction(<operator>: <variable list>) 前面的放操作符,后面的設置變量。
- 但是有需要注意的,如果是減法就需要小心了。在每個線程上確實是使用了減法,但是全局上也是可能做了減法,(例如 -1 - (-5)= 4)這樣的事情是有可能發生的。一般來說,滿足交換律的都不用擔心這點hh
總結
以上是生活随笔為你收集整理的梯形积分法【OpenMP实现】多个版本的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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