Параллельное программирование на С++

@uzer_srm34 · Регистрация: 14.03.2018

Author24 — интернет-сервис помощи студентам

Всем доброго времени суток!
У меня есть вопросы относительно лабораторной
Вот постановка задачи:
Создать двумерный массив размерности n×m. Найти сумму элементов массива.
Но с использованием параллелизма, параллельного программирования,
Вот мой код:

C++

#include <iostream>
#include <thread> 
#include <chrono> 
 
using namespace std;
 
int n,m,**a;
int sum = 0;
 
void get_Matrix()
{   
    cout << "Введите размерность матрицы (n x m) : " << endl;
        cin >> n >> m;
        cout << "Введите матрицу : "<< endl;
        a = new int *[n];
        for(int i = 0; i < n; i++)
        {
            a[i] = new int[n];
            for(int j = 0; j < m; j++)
            {
                cout << "[" << i+1 << "]["<< j+1 << "] : ";
                cin >> a[i][j];
            }
        }
        cout << "\n";
        //this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(2000));
        cout << "Ваша матрица А : " << endl;
        for(int i = 0; i < n; i++)
        {
            cout << "\n";
            for(int j = 0; j < m; j++)
            {
                cout << "\t";
                cout << a[i][j];
            }
        }
        
        cout << "\n";
        
}
 
 
 
void get_Sum()
    {
        cout << "Сумма элементов в матрице А : " << endl;
        for(int i = 0; i < n; i++)
        {
            for(int j = 0; j < m; j++)
            {
                sum += a[i][j]; 
            }
        }
        cout << sum << endl;    
    }
    
 
int main()
{
    setlocale(LC_ALL, "rus");
    system("color 0B");
    
 
    
    thread th1(get_Matrix); 
    th1.join(); 
    
 
    this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(2000));
    
 
    thread th2(get_Sum);        
    th2.join(); 
    
    
    
    return 0;
}

Я использовал thread, программа работает, все считает, но мне сказали, что эта программа она не использует параллелизм, а просто работает последовательно...

Буду очень всем Вам благодарен за совет, относительно того, как можно подкорректировать мой код, чтобы программа все же работала параллельно

@uzer_srm34 · 12.01.2021, 00:32 **[ТС]**

Вот код:

C++

#include <iostream>
#include <ctime>
#include <future>
#include <thread>
#include <algorithm>
 
using namespace std;
 
int main()
{
    setlocale(LC_ALL, "rus");   
    int randarr1[5] {};
    int randarr2[5] {};
    int randarr3[5] {};
    
    srand(time(NULL));
 
    std::thread thread1([&]()
    {
        for(int i=0; i < 5; i++)
            randarr1[i] = 1 + rand()%5; // Генерация массива от 1 до 5
        printf("Операция с первым массивом - (элементы массива умножить на 2): \n");
        for(int i = 0; i < 5; i++)
            randarr1[i] *= 2;
    });
/*  
    cout << "Случайный массив 1:" << endl;
    for(int i = 0; i < 5; i++)
    {
        cout <<" "<<randarr1[i];
    }
    cout<<"\n";
    
    cout << "Случайный массив 2:" << endl;
    for(int i = 0; i < 5; i++)
    {
        cout <<" "<<randarr2[i];
    }
    cout<<"\n";
    
    cout << "Случайный массив 3:" << endl;
    for(int i = 0; i < 5; i++)
    {
        cout <<" "<<randarr3[i];
    }
    cout<<"\n" << endl;
*/  
    std::thread thread2([&]()
    {
        for(int i=0; i < 5; i++)
            randarr2[i] = 1 + rand()%5;
       printf("Операция со вторым массивом - (оставить только парные элементы): \n");
        for(int i = 0; i < 5; i++)
        {
            if(randarr2[i]%2 == 0)
            {
                cout << " " << randarr2[i]; 
            }
    
        }   
        
    });
    cout << "\n";
    std::thread thread3([&]()
    {
        for(int i=0; i < 5; i++)
            randarr3[i] = 1 + rand()%5;
      printf("Операция над третьим массивом - (оставить элементы в диапазоне от 0.4 до 0.6 максимального значения): \n");
       int max = randarr3[0];
        for(int i = 0; i < 5; i++)
        {                   
            if (randarr3[i] > max) 
            {
                max = randarr3[i];        
              
            }
        }
        printf("Максимальный элемент массива = ", max);
        auto end = std::remove_if(randarr3, randarr3 + 5, [&](auto x)
        {
            return x < 0.4 * max || x > 0.6 * max;
        });
        cout << "\nЭлементы, которые остались: ";
        for (auto *p = randarr3; p != end; ++p)
            cout << *p << " ";
           cout  <<endl;      
 
    });
    
    thread1.join();
    thread2.join();
    thread3.join();  
    
    /* Осталось сделать:
      2) Отсортировать массивы и слить в один массив элементы. отсортированный массив в 
         котором есть элементы которые входят во второй и третий массив и не входят в первый;
      3) Реализовать параллельный алгоритм с использованием механизмов асинхронных вычислений.
    */
    
    return 0;
}

Он работает, но как-то криво(
Мне нужно, чтобы видно было какие массивы сгенерировались, и какие операции над ними проводились

@oleg-m1973 · 12.01.2021, 00:32

И - не нужно распечатывать массивы в потоках, распечатывай их после завершения

C++

size_t n3 = 0;
std::thread thread3([&]()
{
    printf("Операция над третьим массивом - (оставить элементы в диапазоне от 0.4 до 0.6 максимального значения): \n");
    for(int i=0; i < 5; i++)
        randarr3[i] = 1 + rand()%5; // Генерация массива от 1 до 5
 
    int max = randarr3[0];
    for(int i = 0; i < 5; i++)
        if (randarr3[i] > max) 
            max = randarr3[i];        
 
    auto end = std::remove_if(randarr3, randarr3 + 5, [&](auto x)
    {
        return x < 0.4 * max || x > 0.6 * max;
    });
 
    n3 = end - randarr3;
});
 
thread1.join();
thread2.join();
thread3.join();
.............
for (size_t i = 0; i < n3; ++i)
    std::cout << randarr3[i] << " ";
std::cout << std::endl;

@uzer_srm34 · 12.01.2021, 00:33 **[ТС]**

Аа, мы не выводим на экран массивы...

@oleg-m1973 · 12.01.2021, 00:36

Сообщение от uzer_srm34

Аа, мы не выводим на экран массивы...

Экран у тебя один. Соответственно, если ты в нескольких потоках что-то печатаешь без синхронизации, то всё перемешается.

@uzer_srm34 · 12.01.2021, 00:41 **[ТС]**

Можно Вас попросить подкорректировать наш код?
Я что то запутался в этих потоках и синхронизации

C++

#include <iostream>
#include <ctime>
#include <future>
#include <thread>
#include <algorithm>
 
using namespace std;
 
int main()
{
    setlocale(LC_ALL, "rus");   
    int randarr1[5] {};
    int randarr2[5] {};
    int randarr3[5] {};
    
    srand(time(NULL));
 
    std::thread thread1([&]()
    {
        for(int i=0; i < 5; i++)
            randarr1[i] = 1 + rand()%5; // Генерация массива от 1 до 5
        printf("Операция с первым массивом - (элементы массива умножить на 2): \n");
        for(int i = 0; i < 5; i++)
            randarr1[i] *= 2;
    });
/*  
    cout << "Случайный массив 1:" << endl;
    for(int i = 0; i < 5; i++)
    {
        cout <<" "<<randarr1[i];
    }
    cout<<"\n";
    
    cout << "Случайный массив 2:" << endl;
    for(int i = 0; i < 5; i++)
    {
        cout <<" "<<randarr2[i];
    }
    cout<<"\n";
    
    cout << "Случайный массив 3:" << endl;
    for(int i = 0; i < 5; i++)
    {
        cout <<" "<<randarr3[i];
    }
    cout<<"\n" << endl;
*/  
    std::thread thread2([&]()
    {
        for(int i=0; i < 5; i++)
            randarr2[i] = 1 + rand()%5;
       printf("Операция со вторым массивом - (оставить только парные элементы): \n");
        for(int i = 0; i < 5; i++)
        {
            if(randarr2[i]%2 == 0)
            {
                cout << " " << randarr2[i]; 
            }
    
        }   
        
    });
    cout << "\n";
    std::thread thread3([&]()
    {
        for(int i=0; i < 5; i++)
            randarr3[i] = 1 + rand()%5;
      printf("Операция над третьим массивом - (оставить элементы в диапазоне от 0.4 до 0.6 максимального значения): \n");
       int max = randarr3[0];
        for(int i = 0; i < 5; i++)
        {                   
            if (randarr3[i] > max) 
            {
                max = randarr3[i];        
              
            }
        }
        printf("Максимальный элемент массива = ", max);
        auto end = std::remove_if(randarr3, randarr3 + 5, [&](auto x)
        {
            return x < 0.4 * max || x > 0.6 * max;
        });
        cout << "\nЭлементы, которые остались: ";
        for (auto *p = randarr3; p != end; ++p)
            cout << *p << " ";
           cout  <<endl;      
 
    });
    
    thread1.join();
    thread2.join();
    thread3.join();  
    
    /* Осталось сделать:
      2) Отсортировать массивы и слить в один массив элементы. отсортированный массив в 
         котором есть элементы которые входят во второй и третий массив и не входят в первый;
      3) Реализовать параллельный алгоритм с использованием механизмов асинхронных вычислений.
    */
    
    return 0;
}

@oleg-m1973 · 12.01.2021, 00:47

Сообщение от uzer_srm34

Можно Вас попросить подкорректировать наш код?

thread3 и randarr3 я тебе вроде показал

Сообщение от uzer_srm34

Я что то запутался в этих потоках и синхронизации

Здесь нет никакой особой синхронизации, только самая примитивная работа с потоками.
Отдохни, завтра доделаешь всё примерно за полчаса.

@uzer_srm34 · 12.01.2021, 00:50 **[ТС]**

Хорошо, большое спасибо!
Если вдруг возникнут вопросы, можно Вам написать?

@oleg-m1973 · 12.01.2021, 01:00

Сообщение от uzer_srm34

Если вдруг возникнут вопросы, можно Вам написать?

Пиши лучше здесь. Я точно так же отвечу.

@uzer_srm34 · 12.01.2021, 14:40 **[ТС]**

Здравствуйте! Спасибо Вам большое. Код работает)
Вот он:

C++

#include <iostream>
#include <ctime>
#include <algorithm>
#include <thread>
#include <chrono>
using namespace std;
 
int main()
{
    setlocale(LC_ALL, "rus");
    int randarr1[5]{};
    int randarr2[5]{};
    int randarr3[5]{};
 
    srand(time(NULL));
 
    thread thread1([&]()
    {
        cout << "Случайный массив 1: " << endl;
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            randarr1[i] = 1 + rand() % 5; // Генерация массива от 1 до 5
            cout <<" "<< randarr1[i];
        }
        cout << "\n";
        printf("Операция с первым массивом - (элементы массива умножить на 2): \n");
        for(int i = 0; i < 5; i++)
        {
        
            int multiplication = 2*randarr1[i];
            cout<<" "<<multiplication;
        }
    });
    this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(1000));
    cout << "\n";
    thread thread2([&]()
    {
        cout << "Случайный массив 2: " << endl;
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            randarr2[i] = 1 + rand() % 5; // Генерация массива от 1 до 5
            cout << " " << randarr2[i];
        }
        cout << "\n";
        printf("Операция со вторым массивом - (оставить только парные элементы): \n");
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            if (randarr2[i] % 2 == 0)
            {
                cout << " " << randarr2[i];
            }
        }
        cout << "\n";
    });
    cout << "\n";
    this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(1000));
    thread thread3([&]()
    {
        cout << "Случайный массив 3: " << endl;
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            randarr3[i] = 1 + rand() % 5; // Генерация массива от 1 до 5
            cout << " " << randarr3[i];
        }
        cout << "\n";
        printf("Операция над третьим массивом - (Оставить элементы в диапазоне от 0.4 до 0.6 максимального значения): \n");
        
        int max = randarr3[0];
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            if (randarr3[i] > max)
            {
                max = randarr3[i];
            }
        }
        cout <<"Максимальный элемент массива =  " << max;
 
        auto end = std::remove_if(randarr3, randarr3 + 5, [&](auto x)
        {
            return x < 0.4 * max || x > 0.6 * max;
        });
        cout << "\nЭлементы, которые остались: ";
        for (auto *p = randarr3; p != end; ++p)
        {
            cout << *p << " ";
        }
        cout << endl;
    });
    
    this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(1000));
    
    thread1.join();
    thread2.join();
    thread3.join();
    
    return 0;
}

Вот его выполнение:

Осталось только провести сортировку массивов,
Тут так интересно сформулирована условие сортировки:

Отсортировать массивы и слить в один массив элементы отсортированный массив в котором есть элементы которые входят во второй и третий массив и не входят в первый.

Получается, нужно отсортировать уже массивы с которыми были совершены операции, и использовать элементы дискретной математики:
randarr2[i] union (объединить с randarr3[i]) difference randarr1[i].

т.е. Если брать данные массивы с скриншота у меня есть:
1-й выходной массив : 10, 8, 2, 10, 6
2-й выходной массив : 2, 2, 2
3-й выходной массив : 2, 2.

Проводим операцию: {2, 2, 2}union {2, 2} difference {10, 8, 2, 10, 6} = 2.
Получается, что будет только один элемент в массиве, и он равен 2,

Верно?

@oleg-m1973 · 12.01.2021, 14:45

Сообщение от uzer_srm34

Получается, нужно отсортировать уже массивы с которыми были совершены операции, и использовать элементы дискретной математики:
randarr2[i] union (объединить с randarr3[i]) difference randarr1[i].

Сортировку сделай в потоках. В конце каждого

C++

thread thread1([&]()
{
...............................
 
    std::sort(randarr1, randarr1 + 5);
});

Добавлено через 1 минуту

C++

        cout << "\nЭлементы, которые остались: ";
        for (auto *p = randarr3; p != end; ++p)
        {
            cout << *p << " ";
        }
        cout << endl;
 
 
std::sort(randarr3, end);

@uzer_srm34 · 12.01.2021, 14:50 **[ТС]**

Вот исправил, но что то он не от сортировался(

C++

#include <iostream>
#include <ctime>
#include <algorithm>
#include <thread>
#include <chrono>
using namespace std;
 
int main()
{
    setlocale(LC_ALL, "rus");
    int randarr1[5]{};
    int randarr2[5]{};
    int randarr3[5]{};
 
    srand(time(NULL));
 
    thread thread1([&]()
    {
        cout << "Случайный массив 1: " << endl;
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            randarr1[i] = 1 + rand() % 5; // Генерация массива от 1 до 5
            cout <<" "<< randarr1[i];
        }
        cout << "\n";
        printf("Операция с первым массивом - (элементы массива умножить на 2): \n");
        for(int i = 0; i < 5; i++)
        {
        
            int multiplication = 2*randarr1[i];
            cout<<" "<<multiplication;
        }
        std::sort(randarr1, randarr1 + 5);
    });
    this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(1000));
    cout << "\n";
    thread thread2([&]()
    {
        cout << "Случайный массив 2: " << endl;
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            randarr2[i] = 1 + rand() % 5; // Генерация массива от 1 до 5
            cout << " " << randarr2[i];
        }
        cout << "\n";
        printf("Операция со вторым массивом - (оставить только парные элементы): \n");
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            if (randarr2[i] % 2 == 0)
            {
                cout << " " << randarr2[i];
            }
        }
        cout << "\n";
        std::sort(randarr2, randarr2 + 5);
    });
    cout << "\n";
    this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(1000));
    thread thread3([&]()
    {
        cout << "Случайный массив 3: " << endl;
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            randarr3[i] = 1 + rand() % 5; // Генерация массива от 1 до 5
            cout << " " << randarr3[i];
        }
        cout << "\n";
        printf("Операция над третьим массивом - (Оставить элементы в диапазоне от 0.4 до 0.6 максимального значения): \n");
        
        int max = randarr3[0];
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            if (randarr3[i] > max)
            {
                max = randarr3[i];
            }
        }
        cout <<"Максимальный элемент массива =  " << max;
 
        auto end = std::remove_if(randarr3, randarr3 + 5, [&](auto x)
        {
            return x < 0.4 * max || x > 0.6 * max;
        });
        cout << "\nЭлементы, которые остались: ";
        for (auto *p = randarr3; p != end; ++p)
        {
            cout << *p << " ";
        }
        cout << endl;
        
        [B]std::sort(randarr3, end);[/B]
    });
    
    this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(1000));
    
    thread1.join();
    thread2.join();
    thread3.join();
    
    return 0;
}

@oleg-m1973 · 12.01.2021, 14:52

Сообщение от uzer_srm34

Вот исправил, но что то он не от сортировался(

Потому что ты его печатаешь до сортировки. Убери вообще вывод массивов на экран из потоков. Сделай его после join-ов

@uzer_srm34 · 12.01.2021, 14:55 **[ТС]**

Сообщение от oleg-m1973

Потому что ты его печатаешь до сортировки. Убери вообще вывод массивов на экран из потоков. Сделай его после join-ов

Тогда он как-то работает коряво
непонятно что к чему...

@oleg-m1973 · 12.01.2021, 14:57

C++

    thread thread1([&]()
    {
        for (int i = 0; i < 5; i++)
            randarr1[i] = 1 + rand() % 5; // Генерация массива от 1 до 5
 
        for(int i = 0; i < 5; i++)
            randarr1[i] *= 2;
 
        std::sort(randarr1, randarr1 + 5);
    });

@uzer_srm34 · 12.01.2021, 15:07 **[ТС]**

Я ж говорил что будет коряво...

@uzer_srm34 · 12.01.2021, 15:07 **[ТС]**

Как тогда провести сортировку?

@uzer_srm34 · 12.01.2021, 15:10 **[ТС]**

Мне нужно, чтобы было вот так,
И внизу ещё была видна сортировка

@oleg-m1973 · 12.01.2021, 15:17

Сообщение от uzer_srm34

Я ж говорил что будет коряво...

У тебя неправильно сделано второе задание

Добавлено через 3 минуты

Сообщение от uzer_srm34

Мне нужно, чтобы было вот так,
И внизу ещё была видна сортировка

Для начала сделай функцию вывода массива на экран

C++

static std::mutex mx;
static void print_array(const std::string &name, const int *arr, size_t n)
{
    std::lock_guard lock(mx);
 
    std::cout << name << ": ";
    for (size_t i = 0; i < n; ++i)
        std::cout << arr[i] << " ";
 
    std::cout << std::endl;
}

Добавлено через 1 минуту
Тогда

C++

thread thread1([&]()
{
    for (int i = 0; i < 5; i++)
        randarr1[i] = 1 + rand() % 5; // Генерация массива от 1 до 5
 
    print_array("Array #1", randarr1, 5);
    for(int i = 0; i < 5; i++)
        randarr1[i] *= 2;
 
    std::sort(randarr1, randarr1 + 5);
    print_array("Sorted Array #1", randarr1, 5);
});

@uzer_srm34 · 12.01.2021, 15:20 **[ТС]**

Сообщение от oleg-m1973

static std::mutex mx;
static void print_array(const std::string &name, const int *arr, size_t n)
{
std::lock_guard lock(mx);
std::cout << name << ": ";
for (size_t i = 0; i < n; ++i)
std::cout << arr[i] << " ";
std::cout << std::endl;
}

И куда мне это приписать?

Добавлено через 28 секунд

Сообщение от oleg-m1973

У тебя неправильно сделано второе задание

Почему? Видь он находит парные элементы

@oleg-m1973 · 12.01.2021, 15:21

Сообщение от uzer_srm34

Почему? Видь он находит парные элементы

Тебе нужно не находить их, а удалить из массива все другие элементы

Добавлено через 20 секунд

Сообщение от uzer_srm34

И куда мне это приписать?

Выше main

@uzer_srm34 0 / 0 / 0 Регистрация: 14.03.2018 Сообщений: 120
	12.01.2021, 00:33 [ТС]	43
	Аа, мы не выводим на экран массивы... 0

@oleg-m1973 6579 / 4564 / 1843 Регистрация: 07.05.2019 Сообщений: 13,726
	12.01.2021, 00:36	44
	Сообщение от uzer_srm34 Аа, мы не выводим на экран массивы... Экран у тебя один. Соответственно, если ты в нескольких потоках что-то печатаешь без синхронизации, то всё перемешается. 0

@oleg-m1973 6579 / 4564 / 1843 Регистрация: 07.05.2019 Сообщений: 13,726
	12.01.2021, 00:47	46
	Сообщение от uzer_srm34 Можно Вас попросить подкорректировать наш код? thread3 и randarr3 я тебе вроде показал Сообщение от uzer_srm34 Я что то запутался в этих потоках и синхронизации Здесь нет никакой особой синхронизации, только самая примитивная работа с потоками. Отдохни, завтра доделаешь всё примерно за полчаса. 1

@oleg-m1973 6579 / 4564 / 1843 Регистрация: 07.05.2019 Сообщений: 13,726
	12.01.2021, 01:00	48
	Сообщение от uzer_srm34 Если вдруг возникнут вопросы, можно Вам написать? Пиши лучше здесь. Я точно так же отвечу. 0

@uzer_srm34 0 / 0 / 0 Регистрация: 14.03.2018 Сообщений: 120
	12.01.2021, 14:55 [ТС]	53
	Сообщение от oleg-m1973 Потому что ты его печатаешь до сортировки. Убери вообще вывод массивов на экран из потоков. Сделай его после join-ов Тогда он как-то работает коряво непонятно что к чему... 0

@uzer_srm34 0 / 0 / 0 Регистрация: 14.03.2018 Сообщений: 120
	12.01.2021, 00:50 [ТС]	47
	Хорошо, большое спасибо! Если вдруг возникнут вопросы, можно Вам написать? 0

@oleg-m1973 6579 / 4564 / 1843 Регистрация: 07.05.2019 Сообщений: 13,726
	12.01.2021, 14:52	52
	Сообщение от uzer_srm34 Вот исправил, но что то он не от сортировался( Потому что ты его печатаешь до сортировки. Убери вообще вывод массивов на экран из потоков. Сделай его после join-ов 0

@uzer_srm34 0 / 0 / 0 Регистрация: 14.03.2018 Сообщений: 120
	12.01.2021, 15:07 [ТС]	55
	Я ж говорил что будет коряво... Миниатюры 0

@uzer_srm34 0 / 0 / 0 Регистрация: 14.03.2018 Сообщений: 120
	12.01.2021, 15:07 [ТС]	56
	Как тогда провести сортировку? 0

@uzer_srm34 0 / 0 / 0 Регистрация: 14.03.2018 Сообщений: 120
	12.01.2021, 15:10 [ТС]	57
	Мне нужно, чтобы было вот так, И внизу ещё была видна сортировка Миниатюры 0

@uzer_srm34 0 / 0 / 0 Регистрация: 14.03.2018 Сообщений: 120
	12.01.2021, 15:20 [ТС]	59
	Сообщение от oleg-m1973 static std::mutex mx; static void print_array(const std::string &name, const int arr, size_t n) { std::lock_guard lock(mx); std::cout << name << ": "; for (size_t i = 0; i < n; ++i) std::cout << arr[i] << " "; std::cout << std::endl; } И куда мне это приписать? Добавлено через 28 секунд* Сообщение от oleg-m1973 У тебя неправильно сделано второе задание Почему? Видь он находит парные элементы 0

@oleg-m1973 6579 / 4564 / 1843 Регистрация: 07.05.2019 Сообщений: 13,726
	12.01.2021, 15:21	60
	Сообщение от uzer_srm34 Почему? Видь он находит парные элементы Тебе нужно не находить их, а удалить из массива все другие элементы Добавлено через 20 секунд Сообщение от uzer_srm34 И куда мне это приписать? Выше main 0