實驗報告一快速排序并行實現(xiàn)

1、實驗目的：通過實現(xiàn)某種排序算法的并行化熟悉openMP的編程原理和基本編寫技巧和步驟，并能 了解并行算法較串行算法的優(yōu)越性！實驗內(nèi)容：設計一個排序算法，并將其改成并行算法，觀察串行與并行的性能差別實驗步驟：四.3.4.1、快速排序(Quick Sort)是一種最基本的排序算法，它的基本思想是：在當前 無序區(qū)R1，n中取一個記錄作為比較的“基準”(一般取第一個、最后一個或中間位 置的元素)，用此基準將當前的無序區(qū)R1，n劃分成左右兩個無序的子區(qū)R1，i-1 和Ri，n(1WiWn)，且左邊的無序子區(qū)中記錄的所有關(guān)鍵字均小于等于基準的關(guān)鍵 字，右邊的無序子區(qū)中記錄的所有關(guān)鍵字均大于等于基準的關(guān)鍵字

2、;當R1，i-1和Ri， n非空時，分別對它們重復上述的劃分過程，直到所有的無序子區(qū)中的記錄均排好序為 止。3.4.2、串行快速排序算法輸入：無序數(shù)組data1,n輸出：有序數(shù)組data1,nBegincall procedure quicksort(data,1,n)Endprocedure quicksort(data,i,j)Begin(1) if (ij) thenr = partition(data,i,j)quicksort(data,i,r-1);quicksort(data,r+1,j);end ifEndprocedure partition(data,k,l)Beginpi

3、vo=data/i=k-1for j=k to /-1 doif datajWpivo theni=i+1exchange datai and datajend ifend forexchange datai+1 and data/return i+1End3.4.3、快速排序算法的性能主要決定于輸入數(shù)組的劃分是否均衡，而這與基準元素選 擇密切相關(guān)。在最壞的情況下，劃分的結(jié)果是一邊有n-1個元素，而另一邊有0個素(除 去被選中的基準元素)。如果每次遞歸排序中的劃分都產(chǎn)生這種極度的不平衡，么整個 算法的復雜度將是 (n2)。在最好的情況下，每次劃分都使得輸入數(shù)組平均分為兩半， 那么算法的復雜度為

4、O(nlogn)。在一般的情況下該算法仍能保持O(nlogn)的復雜度， 只不過其具有更高的常數(shù)因子。3.4.4、快速排序算法并行化的一個簡單思想是，對每次劃分過后所得到的兩個序列分 別使用兩個線程完成遞歸排序。例如對一個長為n的序列，首先劃分得到兩個長為n/2 的序列，將其交給兩個線程分別處理；而后進一步劃分得到四個長為n/4的序列，再分 別交給四個線程處理；如此遞歸下去最終得到排序好的序列。當然這里舉的是理想的劃 分情況，如果劃分步驟不能達到平均分配的目的，那么排序的效率會相對較差。快速排序并行算法：輸入：無序數(shù)組Data1,n輸出：有序數(shù)組Data1,nBeginQuickSort_pa

5、rallel(Data,0,N-1);EndProcedure para_quicksort(Data,0,N-1)Beginif(BeginEnd)r=Partition(Data,Begin,End);#pragma omp parallel#pragma omp sections /nowait#pragma omp sectionQuickSort_parallel(Data,Begin,r);#pragma omp sectionQuickSort_parallel(Data,r+1,End);End源代碼：/ omp_section.cpp :定義控制臺應用程序的入口點。/#inc

6、lude#include#include#includeint Partition(int *data,int start,int end)int pivo;int i, j;int tmp;pivo=dataend;i=start-1;/*i(活動指針)*/for(j=start;jend;j+)if(dataj=pivo)i+;/*i表示比pivo小的元素的個數(shù)*/tmp=datai;datai=dataj;dataj=tmp;tmp=datai+1;datai+1=dataend;dataend=tmp;/* 以 pivo 為分界，datai+1=pivo*/return i;int*

7、QuickSort_parallel(int* Data,int Begin,int End)int r;if(BeginEnd)r=Partition(Data,Begin,End);#pragma omp parallel#pragma omp sections nowait#pragma omp sectionQuickSort_parallel(Data,Begin,r);#pragma omp sectionQuickSort_parallel(Data,r+1,End);return Data;void main()int N;printf(輸入個數(shù)：)；scanf_s(%d,&N

8、);/for(int i=0;iN;i+)/ coutrand()endl;int *Data;Data=new intN;for(int i=0;iN;i+)Datai=rand();/for(int i=0;iN;i+)/coutDataiendl;clock_t timeBegin =clock();Data=QuickSort_parallel(Data,0,N-1);clock_t timeFinish =clock();for (int i=0;i7711115381184015006151411742117673199121995423811240S42E500269623033

9、331101毫初7781842186949665436544787238942?046119421231612382153501572415B901846718?lfc18756206372153821726243702439324464274462752927644313223239132439268229955E375705974198941262312859ieil8165411?2642219022648246262554728145282533266232757IxplS9LBemiGCC9i3CECC&SiCCJ-6SiSC1 1. 1 一 If-_J_J r- 1 1- 9SiE

10、C-11 犬 4 -.9馳叫6P6GEEPdESiPtLEESki EEEPdEESEiEE8站E乙EEEEiEE6E6EE9S6EE泓匏SEiEE5S63EEEdEt6EiEEiE6T6CES心E3 l6Kt心E6此誑匕 WAGE6M6Ly6GKw瑚tUiiltKUdStgWESWiKtUdiiJt6砧誑，的色fr69Z0E69EEZ63ZZE69EET693E68S3E&89EE8893E989EE589EE功9祖E89EE189EE明9花砧9EE8i?EEBi9EE島9花iiSEEWEEEE9EEEi9EE化能Ti9EE0d93E899EE899EEi993E999EEE99EEE99Z

11、0E99EET9炫6S9EEiS93EiSSEE9S9EE959花SSSEES9EEES9Z0ES9EETS9EETS9EE0S93E8PSEEiP9EE聽9EEEfr9EE沖ETfr9EETt9KR心覽9E9成9眄源牌斯海器黑成心9黑AK9KR8明州iE9Z球9?嘩9源TZ9ZFO793F8T9ZF9T97FET9EETT9Ef9T9ZEBT9ZE09ZCiB9Ef9693F909Eft-B9EP6海iSSEE6SZE6SZE6SZEZ6SZET6SZE66S3E88SZE98SZE98GZEfrSGECT8S3CT8G3CT8G3CfiiSEC砧65如OiSHCOGSD69GECS9SEC

12、E953CiSSGCiSSSCgSSEC9SSECSSS3CSS5ECVSSECPSSEC9PSEE卬SEEPPSEEPPSEETPSEETPSEE8ESSEiLESEE&ESEESESEE5&5CEfrE5CEE5SEE&55ESE5Ct9E5CE8E55E8C5Ct3C5CE5C5EEhSiCt5CSCE；kcsatfrSSSttC5t5C5tkESSt8頃t：&5玨5花PKSEE*10H巧花yU5Kt5W5Ct酒與如5W5KttU5Ct處J*CM5ttT0SEET0SKE66AZE86fr3E8做SfitEEE6frEE洲昭燃8明EEiBfrEEiLSfrEeset EEESfrSE海鬣

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14、9RFKK柄EI：隊g.mbKATKRtTK/.ERflZ玷砧TEARATBTAAT瞻961奇 JAT珀Wfi9T/iT沙砌1K9/.STg.HT9T/.R1門9機BSRT加睥F.ET加豚1屈時T牝9汀TEfrdTBTfriTSE0il砰頌W&9饋卯TtS3TETS9TET網(wǎng)T8TT9T068STfrSiSTfriSSTEiSST頌SI0SESTTtTST900STSA命TE68frTTAW珀9ATBTEHMET996EIIE6EI36ZET0E0ET6S8ETEE9ETE8E3T9KEET68ZZ1ES0ETCfrSTT0frBTT8ESTT8WTtEETTEEETT0E0TTEBE0TT6

15、E01T966班66*6868泌機6frTS6心6T9T6機6滯靛6S6SE化8TBEBTTM9瑟&036989896必iT99E明9花可6汩玨E90iW9徹S湖SiESSgs9泗已603TE0S996。泗口&臥玨濟卜眄6E9fr9皿K伽TEBfr部8心8配E孫E8frSEgSE0ES66EK瞬90EEZS0Z666T698TEfrSTSS9T0S1T066時乙T6fr涕Z6Z383ESIESTfrBHa-pui3EEiU0；sA5soaNIAA：3 -hii32731327313273232732327323273232732327323273232732327333273332733327

16、33327333273332733327340273432704227243272422725227252272522725魏？拓227252272522735羽？3W%?花g*軟？拓g打猥刀1?%?叫3273732737327373273732738327383273832738327393273932739327403 2?鄰32740327403274132741327413274132741327413274132742327423274232742327423274232742327423274332743327433274332743327433274332743327443274

17、432744J27443274J274327443274437443274bJ27453274532745327453275327453274632746327463274632746327463274GJ274G327dG3274G32773274732747327473274732747327473274732747327473274S327483274S327483274S32749羽沖羽？49327492749軟？W軟欠國猥亦m眼K132751327513275132751327E132751327513275232752327533275332754327543275432754327543275432755327563275632756327563275632756327E732757327573275732757327573275732757327583275832758327583275832758327583275932/5?