qr_value.c

《并行算法实践》附带的mpi源程序

                        for(i=0;i<m;i++)
                        {
                            sp=sqrt(f[j]*f[j]+a(i,j)*a(i,j));
                            c=f[j]/sp;  s=a(i,j)/sp;

                            for(k=0;k<M;k++)
                            {
                                aj[k]=c*f[k]+s*a(i,k);
                                qj[k]=c*v[k]+s*q(i,k);
                                ai[k]=-s*f[k]+c*a(i,k);
                                qi[k]=-s*v[k]+c*q(i,k);
                            }

                            for(k=0;k<M;k++)
                            {
                                f[k]=aj[k];
                                v[k]=qj[k];
                                a(i,k)=ai[k];
                                q(i,k)=qi[k];
                            }
                        }                         /* for i */

                        for(k=0;k<M;k++)
                        {
                            Q(j,k)=v[k];
                            R(j,k)=f[k];
                        }

                    }                             /* for j */

                    for(j=0;j<m-1;j++)
                    {
                        for(i=j+1;i<m;i++)
                        {
                            sp=sqrt(a(j,my_rank*m+j)*a(j,my_rank*m+j)+a(i,my_rank*m+j)*a(i,my_rank*m+j));
                            c=a(j,my_rank*m+j)/sp;
                            s=a(i,my_rank*m+j)/sp;

                            for(k=0;k<M;k++)
                            {
                                aj[k]=c*a(j,k)+s*a(i,k);
                                qj[k]=c*q(j,k)+s*q(i,k);
                                ai[k]=-s*a(j,k)+c*a(i,k);
                                qi[k]=-s*q(j,k)+c*q(i,k);
                            }

                            for(k=0;k<M;k++)
                            {
                                a(j,k)=aj[k];
                                q(j,k)=qj[k];
                                a(i,k)=ai[k];
                                q(i,k)=qi[k];
                            }
                        }                         /*  for i */

                        for(k=0;k<M;k++)
                        {
                            Q((my_rank*m+j),k)=q(j,k);
                            R((my_rank*m+j),k)=a(j,k);
                        }
                    }                             /* for j */

                    for(k=0;k<M;k++)
                    {
                        Q((my_rank*m+m-1),k)=q((m-1),k);
                        R((my_rank*m+m-1),k)=a((m-1),k);
                    }

                }                                 /* for my_rank==groupsize -1 */

            }                                     /*    else my_rank!=0           */
        }                                         /*    if p >1          */

        if (p==1)
        {
            for (j=0;j<M;j++)
                for (i=j+1;i<M;i++)
            {
                sp=sqrt(a(j,j)*a(j,j) + a(i,j)*a(i,j));
                c=a(j,j)/sp;
                s=a(i,j)/sp;

                for (k=0;k<M;k++)
                {
                    aj[k]=c*a(j,k) + s*a(i,k);
                    qj[k]=c*q(j,k) + s*q(i,k);
                    ai[k]=(-s)*a(j,k) + c*a(i,k);
                    qi[k]=(-s)*q(j,k) + c*q(i,k);
                }

                for (k=0;k<M;k++)
                {
                    a(j,k)=aj[k];
                    q(j,k)=qj[k];
                    a(i,k)=ai[k];
                    q(i,k)=qi[k];
                }
            }                                     /* for   */

            for(i=0;i<M;i++)
                for(j=0;j<M;j++)
                    R(i,j)=a(i,j);

            for(i=0;i<M;i++)
                for(j=0;j<M;j++)
                    Q(i,j)=q(i,j);
        }                                         /*  if   p==1 */

        if (my_rank==p-1)
        {
            for(i=0;i<M;i++)
                for(j=i+1;j<M;j++)
            {
                temp=Q(i,j);
                Q(i,j)=Q(j,i);
                Q(j,i)=temp;
            }
        }

        if (my_rank==p-1)
        {
            for(i=0;i<m;i++)
                for(j=0;j<M;j++)
                    a(i,j)=R((my_rank*m+i),j);

            for (i=0;i<M;i++)
                for (j=0;j<m;j++)
                    b(i,j)=Q(i,(my_rank*m+j));
        }

        if (my_rank==p-1)
        {
            for(i=0;i<p-1;i++)
            {
                MPI_Send(&R(m*i,0),m*M,MPI_FLOAT,i,i,MPI_COMM_WORLD);

                for (j=0;j<M;j++)
                    MPI_Send(&Q(j,m*i),m,MPI_FLOAT,i,i,MPI_COMM_WORLD);
            }
        }
        else
        {
            MPI_Recv(a,m*M,MPI_FLOAT,p-1,my_rank,MPI_COMM_WORLD,&status);

            for (j=0;j<M;j++)
                MPI_Recv(&b(j,0),m,MPI_FLOAT,p-1,my_rank,MPI_COMM_WORLD,&status);
        }

        for (i=0;i<p;i++)
        {
            l=(i+my_rank)%p;

            for (k=0;k<m;k++)
                for (j=0;j<m;j++)
                    for (t(l,k,j)=0,n=0;n<M;n++)
                        t(l,k,j)=t(l,k,j)+a(k,n)*b(n,j);

            mm1=(p+my_rank-1)%p;
            mp1=(my_rank+1)%p;

            if (i!=p-1)
            {
                if(my_rank%2==0)
                {
                    MPI_Send(b,M*m,MPI_FLOAT,mm1,mm1,MPI_COMM_WORLD);
                    MPI_Recv(b,M*m,MPI_FLOAT,mp1,my_rank,MPI_COMM_WORLD,&status);
                }
                else
                {
                    for(k=0;k<M;k++)
                        for(j=0;j<m;j++)
                            buffer(k,j)=b(k,j);

                    MPI_Recv(b,M*m,MPI_FLOAT,mp1,my_rank,MPI_COMM_WORLD,&status);
                    MPI_Send(buffer,M*m,MPI_FLOAT,mm1,mm1,MPI_COMM_WORLD);
                }
            }
        }                                         /*  for */

        if (my_rank==p-1)
            for(i=0;i<m;i++)
                for(j=0;j<M;j++)
                    A((my_rank*m+i),j)=*(t+i*M+j);

        if (my_rank!=p-1)
            MPI_Send(t,m*M,MPI_FLOAT,p-1,my_rank,MPI_COMM_WORLD);
        else
        {
            for(k=0;k<p-1;k++)
            {
                MPI_Recv(t,m*M,MPI_FLOAT,k,k,MPI_COMM_WORLD,&status);

                for(i=0;i<m;i++)
                    for(j=0;j<M;j++)
                        A((k*m+i),j)=*(t+i*M+j);
            }
        }

        count++;

        tag=0;

        if (my_rank==p-1)
        {
            for(i=1;i<M;i++)
                for(j=0;j<i;j++)
                    if (fabs(A(i,j))>E)
                        tag=1;
        }

        MPI_Bcast(&tag,1,MPI_INT,p-1,MPI_COMM_WORLD);

        if (my_rank==p-1)
        {
            for(i=0;i<M;i++)
                for(j=0;j<M;j++)
                    if (i==j)
                        Q(i,j)=1.0;
            else
                Q(i,j)=0.0;
        }

        if (my_rank==p-1)
        {
            for(i=0;i<m;i++)
                for(j=0;j<M;j++)
            {
                a(i,j)=A((my_rank*m+i),j);
                q(i,j)=Q((my_rank*m+i),j);
            }
        }

        if (my_rank==p-1)
        {
            for(i=0;i<p-1;i++)
            {
                MPI_Send(&A(m*i,0),m*M,MPI_FLOAT,i,i,MPI_COMM_WORLD);
                MPI_Send(&Q(m*i,0),m*M,MPI_FLOAT,i,i,MPI_COMM_WORLD);
            }
        }
        else
        {
            MPI_Recv(a,m*M,MPI_FLOAT,p-1,my_rank,MPI_COMM_WORLD,&status);
            MPI_Recv(q,m*M,MPI_FLOAT,p-1,my_rank,MPI_COMM_WORLD,&status);
        }

    }
    while ((tag==1)&&(count<1000));

    if(my_rank==p-1)
    {
        if (count>=1000)
        {
            printf("\n can not converage to a triangular matrix\n");
            printf("this is the matrix:\n");
            for(i=0;i<M;i++)
            {
                for(j=0;j<M;j++)
                    printf("%f\t",A(i,j));
                printf("\n");
            }
        }
        else
        {
            printf("\nthe envalue is\n");
            for(i=0;i<M;i++) printf("%f\t",A(i,i));
            printf("\n");
        }
    }

    time2 = MPI_Wtime();
    if (my_rank==0)
    {
        printf("\n");
        printf("Iteration num = %d\n",count);
        printf("Whole running time    = %f seconds\n",time2-starttime);
        printf("Distribute data time  = %f seconds\n",time1-starttime);
        printf("Parallel compute time = %f seconds\n",time2-time1);

    }

    MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD);
    MPI_Finalize();
    Environment_Finalize(a,q,v,f,R,Q,ai,aj,qi,qj,b,t,buffer);
    return(0);
}