多个值的 OpenMP argmin 减少

Question

我有一个例程，它使用循环来计算给定下方粒子表面的粒子的最小高度。该例程尝试随机位置并计算最小高度，然后返回x, y, z 值，其中z 是找到的最小高度。

此例程可以与omp parallel for 并行化。但是我在弄清楚如何获得三元组(x, y, z) 时遇到问题，而不仅仅是最小值z（因为最小值z 当然对应于给定的x, y 坐标）。我实际上可以通过使用归约操作得到最小的z，如下所示

double x = 0, y = 0, z = 1.0e300; // initially z is large
#pragma omp parallel for reduction(min:z)
for(int trial = 0; trial < NTRIALS; ++trial) {
    // long routine that, at the end, computes x, y, z 
    // and selects only the x, y, z corresponding to the 
    // smallest z
}

但我无法获得对应的x 和y。最后，我得到一个随机的x 和y 由其中一个线程编写。

是否也可以获得这些值？如何？我正在考虑有一个数组，其中每个线程存储它们的值 x, y, zmin，然后，在归约操作之后，将每个线程 zmin 与归约后的全局值进行比较，然后得到与选择的值相对应的那些。有没有更好的方法让 OpenMP 做到这一点，所以我不需要定义这个动态数组并比较浮点数？

Answer 1

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您可以使用用户定义的归约（自 OpenMP 4.0 起提供）为多个值实现 argmin。为此，您必须将三元组放在一种类型中。定义一个便利函数很有帮助。

struct xyz {
    double x; double y; double z;
}

struct xyz xyz_min2(struct xyz a, struct xyz b) {
    return a.z < b.z ? a : b; 
}

#pragma omp declare reduction(xyz_min: struct xyz: omp_out=xyz_min2(omp_out, omp_in))\
    initializer(omp_priv={0, 0, DBL_MAX})

struct xyz value = {0, 0, DBL_MAX};
#pragma omp parallel for reduction(xyz_min:value)
for (int trial = 0; trial < NTRIALS; ++trial) {
    struct xyz new_value = ...;
    value = xyz_min2(value, new_value);
}