質問をすることでしか得られない、回答やアドバイスがある。

15分調べてもわからないことは、質問しよう!

ただいまの
回答率

88.91%

phreadsの並列化を用いた総和計算

解決済

回答 1

投稿

  • 評価
  • クリップ 0
  • VIEW 156
退会済みユーザー

退会済みユーザー

前提・実現したいこと

C言語でpthreadsライブラリを用いたプログラムを作成する課題を行っています。
1からN = 100000までの整数の合計を求めて出力する下記のプログラムを並列化するというものです。
元の並列化されていないプログラムが下記の通りです。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define N 100000

int count(int start, int end);

int main(void){
  int sum = 0;

  sum = count(1, N);
  printf("sum of 1..%d = %d\n", N, sum);
  exit(0);
}

int count(int start, int end){
  int i;
  int sum = 0;

  for (i = start ; i <=end ; i++){
    sum += i;
  }
  return sum;
}


計算が正しいと下記のような表示をすることになっています。

$ ./a.out
sum of 1..100000 = 705082704

並列化したが、うまく動作しないプログラム

ここではスレッドを4つに分けて、1番目は1~25000、2番目は25001~50000、、、としてそれぞれの総和を求め、4つの総和を最後に求め出力するプログラムです。4つ以外でも対応するように、スレッドの本数をMとして、1番目のスレッドは1~N/M, 2番目はN/M+1~2N/M,、、、というように合計を担当する区間を分割することが条件です。
構造体の変数は、startがスレッドの計算する始めの番号、endが計算する終わりの番号、sumが総和の計算結果です。
関数countが計算を行うスレッドです。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

#define N 100000
#define M 4

struct arg_t {
  int start;
  int end;
  int sum;
};

// startからendまでの整数を合計して返す
void *count(void *arg){
  int i;
  struct arg_t *a = (struct arg_t *)arg;

  for (i = a->start ; i <= a->end ; i++){
    a->sum += i;
  }
  return NULL;
}

int main(void){
  int sum = 0;
  int i;
  pthread_t thr[M];
  struct arg_t arg[M];
  int a = N/M;

  for (i = 0 ; i < M ; i++){
    arg[i].start = (i * a) + 1;
    arg[i].end = (i + 1) * a;
    pthread_create(&thr[i], NULL, count, (void *)&arg[i]);
  }

  for (i = 0 ; i < M ; i++){
    pthread_join(thr[i], NULL);
  }
  sum += arg[i].sum;
  printf("sum of 1..%d = %d\n", N, sum);
  exit(0);
}


いまいちpthread_join,pthread_createの意味と挿入のタイミングが分かりません。実行を何度か行っても毎回結果はばらばらで、マイナスになってしまう場合もあり、その理由もわかりません。
並列化に苦手意識があるので、勉強しなおすために投稿させていただきました。よろしくお願いします。

  • 気になる質問をクリップする

    クリップした質問は、後からいつでもマイページで確認できます。

    またクリップした質問に回答があった際、通知やメールを受け取ることができます。

    クリップを取り消します

  • 良い質問の評価を上げる

    以下のような質問は評価を上げましょう

    • 質問内容が明確
    • 自分も答えを知りたい
    • 質問者以外のユーザにも役立つ

    評価が高い質問は、TOPページの「注目」タブのフィードに表示されやすくなります。

    質問の評価を上げたことを取り消します

  • 評価を下げられる数の上限に達しました

    評価を下げることができません

    • 1日5回まで評価を下げられます
    • 1日に1ユーザに対して2回まで評価を下げられます

    質問の評価を下げる

    teratailでは下記のような質問を「具体的に困っていることがない質問」、「サイトポリシーに違反する質問」と定義し、推奨していません。

    • プログラミングに関係のない質問
    • やってほしいことだけを記載した丸投げの質問
    • 問題・課題が含まれていない質問
    • 意図的に内容が抹消された質問
    • 過去に投稿した質問と同じ内容の質問
    • 広告と受け取られるような投稿

    評価が下がると、TOPページの「アクティブ」「注目」タブのフィードに表示されにくくなります。

    質問の評価を下げたことを取り消します

    この機能は開放されていません

    評価を下げる条件を満たしてません

    評価を下げる理由を選択してください

    詳細な説明はこちら

    上記に当てはまらず、質問内容が明確になっていない質問には「情報の追加・修正依頼」機能からコメントをしてください。

    質問の評価を下げる機能の利用条件

    この機能を利用するためには、以下の事項を行う必要があります。

回答 1

checkベストアンサー

+1

単に、元のコードの凡ミス(?)です。

  • struct arg_t argはauto変数なので、ちゃんと構造体メンバーsumを初期化しなければダメ。
  • スレッド終了後、M(=4)個のスレッドの計算結果を合計するところが違う。

上記2点を修正すれば、ちゃんと動作します。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

#define N 100000
#define M 4

struct arg_t {
  int start;
  int end;
  int sum;
};

// startからendまでの整数を合計して返す
void *count(void *arg){
  int i;
  struct arg_t *a = (struct arg_t *)arg;

  for (i = a->start ; i <= a->end ; i++){
    a->sum += i;
  }
  return NULL;
}

int main(void){
  int i;
  pthread_t thr[M];
  struct arg_t arg[M];
  int a = N/M;

  for (i = 0 ; i < M ; i++){
    arg[i].start = (i * a) + 1;
    arg[i].end = (i + 1) * a;
    /* ちゃんと0で初期化 */
    arg[i].sum = 0;

    pthread_create(&thr[i], NULL, count, (void *)&arg[i]);
  }

  int sum = 0;
  for (i = 0 ; i < M ; i++){
    pthread_join(thr[i], NULL);

    /* せっかくループになっているのでここで合計 */
    sum += arg[i].sum;
  }

  /* ここで足してもダメ。
   sum += arg[i].sum;
  */
  printf("sum of 1..%d = %d\n", N, sum);
  exit(0);
}

実行結果です。何回実行しても正しい結果が出力されます。

$ gcc -Wall t18.c -lpthread
$ ./a.out
sum of 1..100000 = 705082704
$ ./a.out
sum of 1..100000 = 705082704
$ ./a.out
sum of 1..100000 = 705082704
$

投稿

編集

  • 回答の評価を上げる

    以下のような回答は評価を上げましょう

    • 正しい回答
    • わかりやすい回答
    • ためになる回答

    評価が高い回答ほどページの上位に表示されます。

  • 回答の評価を下げる

    下記のような回答は推奨されていません。

    • 間違っている回答
    • 質問の回答になっていない投稿
    • スパムや攻撃的な表現を用いた投稿

    評価を下げる際はその理由を明確に伝え、適切な回答に修正してもらいましょう。

  • 2020/07/10 17:04

    並列化でないところにつまづいてしまっていました。丁寧な回答ありがとうございました。

    キャンセル

15分調べてもわからないことは、teratailで質問しよう!

  • ただいまの回答率 88.91%
  • 質問をまとめることで、思考を整理して素早く解決
  • テンプレート機能で、簡単に質問をまとめられる

関連した質問

同じタグがついた質問を見る