omp 最大减少与索引的存储

Question

使用 c++ openmp 3.1 我实现了一个最大缩减，它存储了一个对象向量的整数变量（分数）的最大值。但我也想存储向量索引以访问具有最高分数的 (s) 对象。 我目前不成功的实现如下所示：

//s is a vector of sol objects which contain apart from other variables an  integer     score    variable s[].score            
int bestscore = 0;
int bestant = 0;                
#pragma omp parallel shared(bestant)
{//start parallel session
    #pragma omp for    nowait reduction(max : bestscore)
    for (int ant = 0; ant<maxsols; ++ant) // for all ants
    {
        //procedures on s[ant] object which update the  int s[ant].score
        if (s[ant].score > bestscore)
        {
            //find the object with the highest score
            bestscore = s[ant].score;
            bestant = ant;//i also want know which ant has the highest score
        }
    }
}

代码编译并运行。找到了最大的 bestscore，但 bestant 得到了一个随机索引。链接到最快完成线程的蚂蚁被存储在 bestant 中。 bestscore 从值 0 开始，因此在大多数情况下 s[ant].score 将具有更高的分数，并且 bestscore 和 bestant 会更新。 我想我需要一个减少运算符来处理 bestant，比如“on update of bestscore”。

Answer 1

试试这个

int bestscore = 0;
int bestant = 0;
#pragma omp parallel
{
    int bestscore_private = 0;
    int bestant_private = 0;
    #pragma omp for nowait
    for (int ant = 0; ant<maxsols; ++ant) {         
        if (s[ant].score > bestscore_private) {
            bestscore_private = s[ant].score;
            bestant_private = ant;
        }
    }
    #pragma omp critical 
    {
        if(bestscore_private>bestscore) {
            bestscore = bestscore_private;
            bestant = besant_private;
        }
    }
}

Answer 2

两个观察结果：

• 我想你只需要在bestscore_private和bestscore的值发生变化时进行比较，这样就减少了比较的次数。

• 另外，至少在今天的 omp 中，您可以在 if 条件中使用 inside 临界区，这样bestscore_private 和 bestscore 之间的比较将并行进行，并且不频繁（希望所以）对bestscore的更新将以关键的方式进行。

  int 最佳分数 = 0; int bestant = 0; #pragma omp 并行 {

    int bestscore_private = 0;
    int bestant_private = 0;
    #pragma omp for nowait
    for (int ant = 0; ant<maxsols; ++ant) {         
        if (s[ant].score > bestscore_private) {
            bestscore_private = s[ant].score;
            bestant_private = ant;   
            if(bestscore_private>bestscore){   
              #pragma omp critical 
              {
  
              bestscore = bestscore_private;
              bestant = besant_private;
              }
            }
        }
    }
  

  }

Answer 3

bestant 获得随机索引i 的原因（正如您所怀疑的）是因为bestant 是共享的，并且不像bestscore 那样从减少子句中受益。 Z boson 提出的方案很好：critical 指令块线程只执行一次，这样开销应该是有限的。

当时您使用的是 OpenMP 3.1 运行时。我想发帖解释自 OpenMP 4.0 以来已解决此限制。您现在可以编写user defined operator（参见2.19.5.7 声明缩减指令）。

在您的情况下，解决方案可以是将两个值打包在一个结构中，然后 定义两个这样的结构元素如何在 #pragma parallel for 循环结束时组合。

//s is a vector of sol objects which contain apart from other variables an  integer     score    variable s[].score

typedef struct {
  int score;
  int ant;
} best_t;

best_t best = { 0, 0 };

// we declare our user reduction operator :
// it is called get_max, return a a value of type best_t.
// omp_out and omp_in are the predefined names of two private elements
// to combine in the end to the final shared variable.

#pragma omp declare reduction(get_max : best_t :\
    omp_out = omp_out.score > omp_in.score ? omp_out : omp_in)\
    initializer (omp_priv=(omp_orig))

                
#pragma omp parallel 
{//start parallel session
    #pragma omp for    nowait reduction(get_max : best)
    for (int ant = 0; ant<maxsols; ++ant) // for all ants
    {
        //procedures on s[ant] object which update the  int s[ant].score
        if (s[ant].score > best.score)
        {
            //find the object with the highest score
            best.score = s[ant].score;
            best.ant = ant;
        }
    }
}