Visual C++利用多线程模拟并行计算

2019-11-17 05:30:32

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供稿：网友

　　随着信息时代的到来，需要处理的信息量越来越庞大，需要解决的问题越来越复杂，使得计算量剧增。通过提高单个处理器的计算速度和采用传统的"顺序（串行）"计算技术已难以胜任。因此，需要有功能更强大的计算机系统和计算机技术来支撑。并行计算机及并行计算技术应运而生。

　　但由于缺乏实验环境和机器设备，我们普通人很难研究并行算法，即使有了想法也同样面临着无法验证的尴尬。不过，好在像面向对象语言c++，java等都提供了多线程，使我们可以模拟多台处理机。下面，我就一个简单的例子，向大家介绍一下在vc下如何利用多线程模拟多处理机并行求取最大值问题。

　　题目如下：令n＝2的m次方，A是一个2n维的数组，待求最大值的数存放在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：

　　输入：n＝2的m次方个数存在数组A(n；2n－1)中；

　　输出：最大数置于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

　　显然，算法的时间t(n)=O(lgn),总比较次数为O(n)，而最大的处理器数p(n)=n/2。（也即最大的线程数。）

　　首先，我们建立一个基于对话框的应用程序，然后放置如图所示控件：
　　 Visual C++利用多线程模拟并行计算（图一）

　　然后定义全局变量如下，array用于存放产生的随机数。

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

　　在对话框的初始化函数中，我们随机产生n个数并存于数组array中，程序代码如下：

void CDemoDlg::OnBTnInitial() 
{
　// 初始化数组

　srand((unsigned)time(NULL));
　int i,temp;
　CString str;
　UpdateData(true);
　g_nCount=pow(2,m_intCount);
　array=new int[2*g_nCount];
　//根据用户的输入，产生2的m次方的随机数并存于array[n]…a[2n-1]中
　for(i=g_nCount;i<2*g_nCount;i++)
　{

　　temp=rand()/100;
　　array[i]=temp;
　}
　//显示产生的n个随机数
　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() 
{
　// 启动线程进行计算
　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);
　　}

　}
　//线程体：较array[2j]与array[2j+1]的大小，将大值置于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;

　}
}
//显示计算结果
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);
}

重置功能的实现代码，主要是将数组清空：

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;}

　　运行结果如图：

　　