如何计算百分比？

Question

我是 mpi 的新手，我正在尝试编写一个迷你 C 程序来计算用户输入的数字的百分比 ratio。

百分比是通过那个表达式计算出来的

`δi = ((xi – xmin ) / (xmax – xmin )) * 100`.

用户输入的数字存储在一个固定大小的数组data[100]中，并分散到所有进程（本程序应该只适用于四个进程）。我面临的问题是，尽管所有进程都有数据，但除法不起作用。例如，如果用户输入数字 {1, 2, 3, 4}，则根据数学表达式的预期百分比是 {0, 33.3, 66.6, 100}，但我得到的是 {0,0,100,100}。这就是我的。

#include <stdio.h>
#include "mpi.h"


int main(int argc, char** argv){
    int my_rank;
    int total_processes;
    int root = 0;
    int data[100];
    int loc_data[100];

    MPI_Init(&argc, &argv);
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &my_rank);
    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &total_processes);

    int input_size = 0;
    if (my_rank == 0){
        printf("Input how many numbers: ");
        scanf("%d", &input_size);
        
        printf("Input the elements of the array: ");
        for(int i=0; i<input_size; i++){
            scanf("%d", &data[i]);
        }
    }

    MPI_Bcast(&input_size, 1, MPI_INT, root, MPI_COMM_WORLD);

    int loc_num = input_size/total_processes;

    MPI_Scatter(&data, loc_num, MPI_INT, loc_data, loc_num, MPI_INT, root, MPI_COMM_WORLD);

    int global_max = 0;
    int global_min = 0;
    MPI_Reduce(&loc_data, &global_max, 1, MPI_INT, MPI_MAX, root, MPI_COMM_WORLD);
    MPI_Reduce(&loc_data, &global_min, 1, MPI_INT, MPI_MIN, root, MPI_COMM_WORLD);
    

    float loc_delta[100];
    int x = 0;
    int y = 0;
    float p = 0;

     for(int j = 0; j< loc_num; j++){
        x = loc_data[j] - global_min;
        y = global_max - global_min;
    }

    MPI_Bcast(&y, 1, MPI_INT, root, MPI_COMM_WORLD); 
    
    for(int j = 0; j< loc_num ; j++){
        p = (x / y) * 100;
        printf("p= %f \n", p);
        loc_delta[j] = p; 
    }

    float final_delta[100];
    MPI_Gather(&loc_delta, 1, MPI_FLOAT, final_delta, 1, MPI_FLOAT, root, MPI_COMM_WORLD);


    if(my_rank == 0){
        printf("max number: %d\n", global_max);
        printf("min number: %d\n", global_min);
        
        for(int i = 0; i<input_size; i++)
            printf("delta[%d]: %.2f | ", i+1, final_delta[i]);
    }

    printf("\n");

        MPI_Finalize();

    return 0;
}

Answer 1

您的代码存在几个问题。

第一个：

int global_max = 0;
int global_min = 0;
MPI_Reduce(&loc_data, &global_max, 1, MPI_INT, MPI_MAX, root, MPI_COMM_WORLD);
MPI_Reduce(&loc_data, &global_min, 1, MPI_INT, MPI_MIN, root, MPI_COMM_WORLD);

不幸的是，

MPI does not get the minimum of all elements in the array, you have to do that manually. ()

因此需要先计算每个进程数组中的min和max，然后将min和max的结果归约到其他过程。因为，所有进程都应该具有该数组的 min 和 max，而不是 MPI_Reduce, you should use MPI_Allreduce。您的代码如下所示：

int local_max = loc_data[0];
int local_min = loc_data[0];
for(int i = 1; i < loc_num; i++){
   local_max = (local_max > loc_data[i]) ?  local_max : loc_data[i];
   local_min = (local_min < loc_data[i]) ?  local_min : loc_data[i];  
}

int global_max = local_max;
int global_min = local_min;

MPI_Allreduce(&local_max, &global_max, 1, MPI_INT, MPI_MAX, MPI_COMM_WORLD);
MPI_Allreduce(&local_min, &global_min, 1, MPI_INT, MPI_MIN, MPI_COMM_WORLD);

除非您假设 loc_num=1，而您不应该假设此代码

  for(int j = 0; j< loc_num; j++){
        x = loc_data[j] - global_min;
        y = global_max - global_min;
    }

覆盖相同的 x 和 y。此外，您不应该调用 MPI_Bcast(&y, 1, MPI_INT, root, MPI_COMM_WORLD);，您希望所有进程首先根据公式并行计算它们的工作：

δi = ((xi – xmin ) / (xmax – xmin )) * 100.

然后才将他们的工作发送回 master 进程。因此每个进程都应该将该公式应用于它们的输入索引，将结果存储在一个数组中并将其发送回 master 进程。像这样：

float loc_delta[100];
float y = global_max - global_min;
for(int j = 0; j< loc_num; j++){
    loc_delta[j] = (((float) (loc_data[j] - global_min) / y) * 100.0); 
}
 
float final_delta[100];
MPI_Gather(&loc_delta, loc_num, MPI_FLOAT, final_delta, loc_num, MPI_FLOAT, root, MPI_COMM_WORLD);

请注意，我正在将 (((float) (loc_data[j] - global_min) / y) * 100.0); 转换为 float。否则，C 将 return 结果的 int 表示。

如何计算百分比？

How to calculate percentage ratio?

c

parallel-processing

mpi

openmpi