多线程并行选择排序答案

【问题标题】：Parallel Selection sort with multithreading多线程并行选择排序
【发布时间】：2021-05-21 05:41:45
【问题描述】：

我有选择排序功能

inline void selection_sort(double* arrayPtr, int length_array)
{
    for (auto i = 0; i < length_array; i++)
    {
        for (auto j = i + 1; j < length_array; j++)
        {
            if (arrayPtr[i] > arrayPtr[j])
            {
                std::swap(arrayPtr[i], arrayPtr[j]);
            }
        }
    }
}

如何用多线程对其进行优化？

我找到了仅用于快速排序的解决方案，但这些解决方案对我没有帮助。

【问题讨论】：

标签： c++ multithreading performance parallel-processing selection-sort

【解决方案1】：

免责声明：这仅适用于家庭作业要求。出于所有实际目的，std::sort 更好。

假设要求是必须执行精确的一组操作，但可以以任何顺序执行独立操作。

注意：

有length_array 通过数组（由i 索引）
每个通道都必须按顺序完成。
但是，请注意（非正式地）第二遍的前半部分独立于第一遍的后半部分，只要完成第一遍的前半部分，两者都可以按任何顺序完成。李>

因此，解决问题的一种可能方法是（非常小心偏移错误，您必须弄清楚细节）

让线程 1 处理第一遍的前半部分。
等待两个线程完成当前步骤。
让线程 1 处理第一轮的后半部分，而线程 2 并发处理第二轮的前半部分。
等待两个线程完成当前步骤。
让线程 1 处理第二轮的后半部分，而线程 2 并发处理第三轮的前半部分。
等待两个线程完成当前步骤。
重复。
特殊情况最后一遍。
以某种方式处理偏移量。

【讨论】：

【解决方案2】：

如何使用多线程对其进行优化？我找到的解决方案仅适用于快速排序，但这些解决方案对我没有帮助。

您找不到太多关于它的信息，因为这样做不是一个好主意。这不会是有效的，选择排序的并行化与insert sort 的并行化有一些相同的问题。即这段代码：

for (auto i = 0; i < length_array; i++)
{
    for (auto j = i + 1; j < length_array; j++)
    {
        if (arrayPtr[i] > arrayPtr[j])
        {
            std::swap(arrayPtr[i], arrayPtr[j]);
        }
    }
}

由于与内循环的相互依赖关系，您无法有效地并行化外循环。因此，您已经受限于并行任务的数量及其粒度。那么你在交换阶段就会遇到数据依赖问题，你也需要解决这个问题，这也会影响并行版本的加速。

像合并排序这样的算法更可并行化（即它们的并行化产生更好的加速），因为它们具有分而治之的性质，可以并行化递归来电。

尽管如此，您可以在 stackoverflow 中找到 OpenMP/C++ 中选择排序的并行版本。话虽如此，代码运行是并行的，但我怀疑没有太多（如果有的话）加速。

【讨论】：