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c++ - 如何将 MPI 派生数据类型用于 3D 数组？

coder 2024-02-16 原文

我想编写一个在 3D 矩阵上运行的并行代码，其中每个进程都有自己的子矩阵，但为了完成他们的工作，他们需要一些关于其相邻进程的子矩阵(只是边界平面)的信息。我通过点对点通信发送这些信息，但我知道对于大型矩阵来说这不是一个好主意，所以我决定使用派生数据类型进行通信。我对 mpi_type_vector 有疑问:例如，我有一个 NX*NY*NZ 矩阵，我想将常量 NY 的平面发送到另一个进程我为此写下了这些行:

MPI_Datatype sub;

MPI_Type_vector(NX, NZ, NY*NZ, MPI_DOUBLE, &sub);

MPI_Type_commit(&sub);

但它不起作用(无法发送我想要的飞机)。怎么了？ 我的测试代码在这里:

#include <mpi.h>
#include <iostream>

using namespace std;

int main(int argc,char ** argv)
{

    int const IE=100,JE=25,KE=100;
    int size,rank;
    MPI_Status status;

    MPI_Init(&argc,&argv);
    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&size);
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&rank);
    MPI_Datatype sub;
    MPI_Type_vector(KE,IE,IE+(JE-1)*IE,MPI_DOUBLE,&sub);
    MPI_Type_commit(&sub);

    if (rank==0){

        double*** a=new double**[IE];

        for(int i=0;i<IE;i++){
            a[i]=new double *[JE];
            for(int j=0;j<JE;j++){
                a[i][j]=new double [KE];
            }
        }

        for(int i=0;i<IE;i++){
            for(int j=0;j<JE;j++){
                for(int k=0;k<KE;k++){
                    a[i][j][k]=2;
                }}}

        for(int i=0;i<IE;i++){
            for(int j=0;j<JE;j++){
                a[i][j][0]=2;
            }}

        MPI_Send(&a[0][0][0],1,sub,1,52,MPI_COMM_WORLD);

    }

    if (rank==1){

        double*** b=new double**[IE];

        for(int i=0;i<IE;i++){
            b[i]=new double *[JE];
            for(int j=0;j<JE;j++){
                b[i][j]=new double [KE];
            }
        }

        for(int i=0;i<IE;i++){
            for(int j=0;j<JE;j++){
                for(int k=0;k<KE;k++){
                    b[i][j][k]=0;
                }}}

        MPI_Recv(&b[0][0][0][0],1,sub,0,52,MPI_COMM_WORLD,&status);

        for(int i=0;i<IE;i++){
            for(int j=0;j<JE;j++){
                for(int k=0;k<KE;k++){
                    if(b[i][j][k]>0){
                        cout<<"b["<<i<<"]["<<j<<"]["<<k<<"]="<<b[i][j][k]<<endl;
                    }}}}

    }

    MPI_Finalize();

}

最佳答案

对于 3d 矩阵，通常您必须使用 vector 的 vector (因为涉及两个步幅)- 这是可能的，但更简单的是使用 MPI_Type_create_subarray()这只是让你雕刻出你想要的多维数组的平板。

更新:上述代码中的一个问题是您分配的 3d 数组不连续；它是 IE*JE 分配的一维数组的集合，这些数组可能彼此靠近，也可能不靠近。因此，没有从中提取数据平面的可靠方法。

你需要做这样的事情:

double ***alloc3d(int l, int m, int n) {
    double *data = new double [l*m*n];
    double ***array = new double **[l];
    for (int i=0; i<l; i++) {
        array[i] = new double *[m];
        for (int j=0; j<m; j++) {
            array[i][j] = &(data[(i*m+j)*n]);
        }
    }
    return array;
}

然后，正如您所期望的那样，数据位于一个大立方体中，并有一组指向它的指针。这个 - C 没有真正的多维数组的事实 - 一直出现在 C + MPI 中。

关于c++ - 如何将 MPI 派生数据类型用于 3D 数组？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/9736554/

amp43intltMPIc++

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