Разброс MPI с std::vector

Для простоты я удалю пользовательские функции и т. д. Скомпилировал && запустил с помощью:

mpic++ main.cpp && mpiexec -np 4 ./a.out

Моя цель состоит в том, чтобы динамически делить матрицы в зависимости от размера ранга. Например, у нас есть матрица:

std::vector<std::vector<int>> A = {
      {0, 0, 0, 0}, {1, 1, 1, 1}, {2, 2, 2, 2}, {3, 3, 3, 3}};

если размер ранга 2, матрица будет разделена на:

  • Поток 0: Локальный A = ((0,0,0,0), (1,1,1,1))
  • Поток 1: Локальный A = ((0,0,0,0), (1,1,1,1))
  • Поток 2: Локальный A = ((2,2,2,2), (3,3,3,3))
  • Поток 3: Локальный A = ((2,2,2,2), (3,3,3,3))

мой код:

#include <mpi.h>

#include <iostream>
#include <vector>

void print_matrix(const std::vector<std::vector<int>>& mat,
                  const std::string& name, int rank) {
  std::cout << "Process " << rank << " received matrix " << name
            << " with dimensions: " << mat.size() << "x"
            << (mat.empty() ? 0 : mat[0].size()) << std::endl;
  std::cout << "Process " << rank << " printing " << name << ":" << std::endl;
  for (const auto& row : mat) {
    for (int val : row) {
      std::cout << val << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
  }
}

int main(int argc, char** argv) {
  MPI_Init(&argc, &argv);
  int rank, size;
  MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
  MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);

  int n = 4;                  // Assuming a 4x4 matrix
  int rows_per_proc = n / 2;  // Each process handles half the rows

  MPI_Comm group_comm;
  int group = rank % 2;
  MPI_Comm_split(MPI_COMM_WORLD, group, rank, &group_comm);

  int new_rank;
  MPI_Comm_rank(group_comm, &new_rank);

  std::vector<std::vector<int>> A = {
      {0, 0, 0, 0}, {1, 1, 1, 1}, {2, 2, 2, 2}, {3, 3, 3, 3}};
  std::vector<std::vector<int>> localA(rows_per_proc, std::vector<int>(n));

  // Create a datatype for a block of rows
  MPI_Datatype matrix_block;
  MPI_Type_vector(rows_per_proc, n, n, MPI_INT, &matrix_block);
  MPI_Type_commit(&matrix_block);

  int root = 0;

  // Use MPI_Scatter with the created datatype
  if (new_rank == root) {
    MPI_Scatter(&A[0][0], 1, matrix_block, &localA[0][0], 1, matrix_block, root,
                group_comm);
  } else {
    MPI_Scatter(nullptr, 0, matrix_block, &localA[0][0], 1, matrix_block, root,
                group_comm);
  }

  print_matrix(localA, "Matrix A", rank);

  // Free the custom datatype
  MPI_Type_free(&matrix_block);

  MPI_Finalize();
  return 0;
}

вывод этого кода:

Process 0 received matrix Matrix A with dimensions: 2x4
Process 0 printing Matrix A:
0 0 0 0 
0 0 0 0 
Process 1 received matrix Matrix A with dimensions: 2x4
Process 1 printing Matrix A:
0 0 0 0 
0 0 0 0 
Process 2 received matrix Matrix A with dimensions: 2x4
Process 2 printing Matrix A:
1 1 1 1 
0 0 0 0 
Process 3 received matrix Matrix A with dimensions: 2x4
Process 3 printing Matrix A:
1 1 1 1 
0 0 0 0 
Процесс 0 Процесс 1 Процесс 2 Процесс 3 0,0,0,0 0,0,0,0 2,2,2,2 2,2,2,2 1,1,1,1 1,1,1,1 3,3,3,3 3,3,3,3
std::vector<std::vector<something>> не является непрерывным массивом something. Вы не можете просто вставить это в MPI_Scatter и надеяться, что оно сработает.
Yksisarvinen 23.04.2024 19:18

Позволю себе не согласиться. вы МОЖЕТЕ надеяться. Хотя это не принесет вам никакой пользы.

user4581301 23.04.2024 19:20

но мне удалось сделать это с помощью 1D-вектора, как я могу решить это в 2D-векторе или массиве? @Yksisarvinen с std::vector<int> A = {0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3};

BestSithInEU 23.04.2024 19:20

Используйте 1D vector для своей матрицы (с размером ширина * высота) и управляйте 2D-индексами «вручную» (idx_1d = y * ширина + x).

wohlstad 23.04.2024 19:25

Вы подделываете 2D-контейнер в 1D-пространстве, запрашивая размер vectornum_rows *num_columns и складывая каждую строку одну за другой в vector. Вот небольшой урок от Дуга, который можно использовать в качестве вдохновения.

user4581301 23.04.2024 19:27

в чем вопрос? Что-то не так с кодом? Что? Ожидали ли вы другого результата? Какой выход?

463035818_is_not_an_ai 23.04.2024 19:56
Стоит ли изучать PHP в 2023-2024 годах?
Стоит ли изучать PHP в 2023-2024 годах?
Привет всем, сегодня я хочу высказать свои соображения по поводу вопроса, который я уже много раз получал в своем сообществе: "Стоит ли изучать PHP в...
Поведение ключевого слова "this" в стрелочной функции в сравнении с нормальной функцией
Поведение ключевого слова "this" в стрелочной функции в сравнении с нормальной функцией
В JavaScript одним из самых запутанных понятий является поведение ключевого слова "this" в стрелочной и обычной функциях.
Приемы CSS-макетирования - floats и Flexbox
Приемы CSS-макетирования - floats и Flexbox
Здравствуйте, друзья-студенты! Готовы совершенствовать свои навыки веб-дизайна? Сегодня в нашем путешествии мы рассмотрим приемы CSS-верстки - в...
Тестирование функциональных ngrx-эффектов в Angular 16 с помощью Jest
В системе управления состояниями ngrx, совместимой с Angular 16, появились функциональные эффекты. Это здорово и делает код определенно легче для...
Концепция локализации и ее применение в приложениях React ⚡️
Концепция локализации и ее применение в приложениях React ⚡️
Локализация - это процесс адаптации приложения к различным языкам и культурным требованиям. Это позволяет пользователям получить опыт, соответствующий...
Пользовательский скаляр GraphQL
Пользовательский скаляр GraphQL
Листовые узлы системы типов GraphQL называются скалярами. Достигнув скалярного типа, невозможно спуститься дальше по иерархии типов. Скалярный тип...
1
6
53
1
Перейти к ответу Данный вопрос помечен как решенный

Ответы 1

Ответ принят как подходящий

Спасибо @user4581301 и Дугу из этого поста, я немного изменил его класс для печати некоторой информации и решил проблему с поддельным 2D 1D вектором.

#include <mpi.h>

#include <iostream>

#include "utils.cpp"

class Array2D {
 public:
  std::vector<int> v;
  int nc;
  Array2D(int NR, int NC) : v(NR * NC), nc(NC) {}

  int* operator[](int r) { return &v[r * nc]; }
  const int* operator[](int r) const { return &v[r * nc]; }
};

void print_matrix(const Array2D& mat, int rows, int cols,
                  const std::string& name, int rank) {
  std::cout << "Process " << rank << " received matrix " << name
            << " with dimensions: " << rows << "x" << cols << std::endl;
  std::cout << "Process " << rank << " printing " << name << ":" << std::endl;
  for (int i = 0; i < rows; i++) {
    for (int j = 0; j < cols; j++) {
      std::cout << mat[i][j] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
  }
}

/*
                        Matrix Distribution Diagram:
  +---------+---------+       +-----------------+       +--------+--------+
  |         |         |       |                 |       |        |        |
  |   P0    |   P1    |  <-   |       A0        |   *   |        |        |
  |         |         |       |                 |       |        |        |
  +---------+---------+       +-----------------|       |   B0   |   B1   |
  |         |         |       |       A1        |       |        |        |
  |   P2    |   P3    |       |                 |       |        |        |
  |         |         |       +-----------------+       +--------+--------+
  +---------+---------+
      Matrix C
*/

int main(int argc, char** argv) {
  MPI_Init(&argc, &argv);
  int rank, size;
  MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
  MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);

  // ! Read Dynamically
  int n = 4;
  int rows_per_proc = n / 2;  // Half rows per process for A

  // ? Calculate the new communicator for 6 processes
  MPI_Comm group_comm;
  int group = rank % 2;  // Group 0 for ranks 0 and 2, Group 1 for ranks 1 and 3
  MPI_Comm_split(MPI_COMM_WORLD, group, rank, &group_comm);

  int new_rank;
  MPI_Comm_rank(group_comm, &new_rank);  // Get rank in new communicator

  // ! Read from file
  Array2D A(4, 4);  // Full matrix
  // Initialize matrix A
  for (int i = 0; i < 4; i++) {
    for (int j = 0; j < 4; j++) {
      A[i][j] = i;
    }
  }

  Array2D localA(rows_per_proc, n);  // Local submatrix

  // Calculate the offset based on the group
  int offset = (group == 0) ? 0 : rows_per_proc * n;

  // Determine the root for each group
  int root = 0;  // Root is always rank 0 in the new communicator

  // Scatter the matrix A
  if (new_rank == root) {
    std::cout << "Scattering A from root " << root << " in group " << group
              << std::endl;
    MPI_Scatter(A.v.data(), rows_per_proc * n, MPI_INT, localA.v.data(),
                rows_per_proc * n, MPI_INT, root, group_comm);
  } else {
    MPI_Scatter(nullptr, 0, MPI_INT, localA.v.data(), rows_per_proc * n,
                MPI_INT, root, group_comm);
  }

  // Print the received submatrix
  print_matrix(localA, rows_per_proc, n, "Matrix A", rank);

  MPI_Finalize();
  return 0;
}

Этот код дает предлагаемый результат:

Scattering A from root 0 in group 1
Process 1 received matrix Matrix A with dimensions: 2x4
Process 1 printing Matrix A:
0 0 0 0 
1 1 1 1 
Process 2 received matrix Matrix A with dimensions: 2x4
Process 2 printing Matrix A:
2 2 2 2 
3 3 3 3 
Process 3 received matrix Matrix A with dimensions: 2x4
Process 3 printing Matrix A:
2 2 2 2 
3 3 3 3 
Scattering A from root 0 in group 0
Process 0 received matrix Matrix A with dimensions: 2x4
Process 0 printing Matrix A:
0 0 0 0 
1 1 1 1 

Другие вопросы по теме