【MPI高性能计算】蒙特卡洛方法计算pi值

拼搏现实的明天。 2022-05-15 14:48 347阅读 0赞

## 蒙特卡洛方法 ##

就是通过概率模拟来近似计算。  
其实算法进度不是很高。

## 代码 ##

在下面代码中的input文件中的内容是

10000000

运行效果：下面用四个核来做计算

PS D:\C++\VS\repo\MPI-DEMO\Debug> mpiexec -n 4 ./MPI-DEMO.exe
    3.14111

#include<stdio.h>
    #include<string.h>
    #include<mpi.h>
    #pragma warning(disable : 4996)
    #define MAX_STRING 100
    using namespace std;
    #include <fstream>
    #include <ctime>
    #include <iostream>
    
    #define random() (rand() / double (RAND_MAX) * 2 - 1)
    
    int main(void) { 
    	int comm_sz;
    	int my_rank;
    	MPI_Init(NULL, NULL);
    	MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &comm_sz);
    	MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &my_rank);
    
    	// 只有一个线程的时候不操作
    	if (comm_sz <= 1) { 
    		MPI_Finalize();
    		return 0;
    	}
    	long long int count_time; // 总的计算次数
    	long long int Cal[2] = {  0 };
    	if (my_rank == 0) { 
    		ifstream cin("D:\\C++\\VS\\repo\\MPI-DEMO\\MPI-DEMO\\input.txt");
    		
    		cin >> count_time;
    		long long int tempCal[2] = {  0 };
    
    		long long int width = count_time / (comm_sz - 1);
    		long long int reminder = count_time % (comm_sz - 1);
    		long long int temp_count_time;
    		for (int i = 1; i < comm_sz; ++i)
    		{ 
    			temp_count_time = width;
    			if (i <= reminder) temp_count_time++;
    			MPI_Send(&temp_count_time, 1, MPI_LONG_LONG_INT, i, 0, MPI_COMM_WORLD);
    		}
    		for (int i = 1; i < comm_sz; ++i)
    		{ 
    			MPI_Recv(tempCal, 2, MPI_LONG_LONG_INT, i, 0, MPI_COMM_WORLD, MPI_STATUSES_IGNORE);
    			for (int j = 0; j < 2; ++j) {  Cal[j] += tempCal[j]; }
    		}
    
    		std::cout << 4.0 * Cal[0] / count_time << endl;
    	} // 运算的子节点
    	else { 
    		srand((unsigned)time(NULL));
    		MPI_Recv(&count_time, 1, MPI_LONG_LONG_INT, 0, 0, MPI_COMM_WORLD, MPI_STATUSES_IGNORE);
    		Cal[1] = count_time;
    		Cal[0] = 0;
    		double x, y, dst;
    		for (int i = 0; i < count_time; ++i) { 
    			x = random();
    			y = random();
    			dst = x * x + y * y;
    			if (dst <= 1) Cal[0] += 1;
    		}
    		MPI_Send(Cal, 2, MPI_LONG_LONG_INT, 0, 0, MPI_COMM_WORLD);
    	}
    	MPI_Finalize();
    	
    	return 0;
    }