实验报告一快速排序并行实现

1、实验目的：通过实现某种排序算法的并行化熟悉openMP的编程原理和基本编写技巧和步骤，并能 了解并行算法较串行算法的优越性！实验内容：设计一个排序算法，并将其改成并行算法，观察串行与并行的性能差别实验步骤：四.3.4.1、快速排序(Quick Sort)是一种最基本的排序算法，它的基本思想是：在当前 无序区R1，n中取一个记录作为比较的“基准”(一般取第一个、最后一个或中间位 置的元素)，用此基准将当前的无序区R1，n划分成左右两个无序的子区R1，i-1 和Ri，n(1WiWn)，且左边的无序子区中记录的所有关键字均小于等于基准的关键 字，右边的无序子区中记录的所有关键字均大于等于基准的关键字

2、;当R1，i-1和Ri， n非空时，分别对它们重复上述的划分过程，直到所有的无序子区中的记录均排好序为 止。3.4.2、串行快速排序算法输入：无序数组data1,n输出：有序数组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决定于输入数组的划分是否均衡，而这与基准元素选 择密切相关。在最坏的情况下，划分的结果是一边有n-1个元素，而另一边有0个素(除 去被选中的基准元素)。如果每次递归排序中的划分都产生这种极度的不平衡，么整个 算法的复杂度将是 (n2)。在最好的情况下，每次划分都使得输入数组平均分为两半， 那么算法的复杂度为

4、O(nlogn)。在一般的情况下该算法仍能保持O(nlogn)的复杂度， 只不过其具有更高的常数因子。3.4.4、快速排序算法并行化的一个简单思想是，对每次划分过后所得到的两个序列分 别使用两个线程完成递归排序。例如对一个长为n的序列，首先划分得到两个长为n/2 的序列，将其交给两个线程分别处理；而后进一步划分得到四个长为n/4的序列，再分 别交给四个线程处理；如此递归下去最终得到排序好的序列。当然这里举的是理想的划 分情况，如果划分步骤不能达到平均分配的目的，那么排序的效率会相对较差。快速排序并行算法：输入：无序数组Data1,n输出：有序数组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源代码：/ omp_section.cpp :定义控制台应用程序的入口点。/#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(活动指针)*/for(j=start;jend;j+)if(dataj=pivo)i+;/*i表示比pivo小的元素的个数*/tmp=datai;datai=dataj;dataj=tmp;tmp=datai+1;datai+1=dataend;dataend=tmp;/* 以 pivo 为分界，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(输入个数：)；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驰叫6P6GEEPdESiPtLEESki EEEPdEESEiEE8站E乙EEEEiEE6E6EE9S6EE泓匏SEiEE5S63EEEdEt6EiEEiE6T6CES心E3 l6Kt心E6此诳匕 WAGE6M6Ly6GKw瑚tUiiltKUdStgWESWiKtUdiiJt6砧诳，的色fr69Z0E69EEZ63ZZE69EET693E68S3E&89EE8893E989EE589EE功9祖E89EE189EE明9花砧9EE8i?EEBi9EE岛9花iiSEEWEEEE9EEEi9EE化能Ti9EE0d93E899EE899EEi993E999EEE99EEE99Z

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

12、E953CiSSGCiSSSCgSSEC9SSECSSS3CSS5ECVSSECPSSEC9PSEE卬SEEPPSEEPPSEETPSEETPSEE8ESSEiLESEE&ESEESESEE5&5CEfrE5CEE5SEE&55ESE5Ct9E5CE8E55E8C5Ct3C5CE5C5EEhSiCt5CSCE；kcsatfrSSSttC5t5C5tkESSt8顷t：&5珏5花PKSEE*10H巧花yU5Kt5W5Ct酒与如5W5KttU5Ct处J*CM5ttT0SEET0SKE66AZE86fr3E8做SfitEEE6frEE洲昭燃8明EEiBfrEEiLSfrEeset EEESfrSE海鬣

13、海花08P3E岫E08PSE6ifrEE昵酝昵A ZEfrdfrSETitEEUkEE砧玖E89风9燃珀卜祖|OKapuiJ EeiU3jsAs SMDON1M ： 。axa puziEEUiai5A5sMOaNM：3 心心源K997R1砰黄TAFKFf/.9TRKKRTRSTTTRWITW诉9fRfiRg征9unnf眼9奇岛/.阻RfiARZStTfiKRRA/.K3脱心原骊弓临泗词gHtPAZ酒皿财如gAHR9Ki?9S0W豚听A琢A9/.frKRt9frK脱门玖tstfrrAE玖H/TbKRSPtK做琢Hmm9SARZ1邙薛倾R商q取薜THKRK心牌6跖F.TR7.7：UM源RSfrKK

14、9RFKK柄EI：队g.mbKATKRtTK/.ERflZ玷砧TEARATBTAAT瞻961奇 JAT珀Wfi9T/iT沙砌1K9/.STg.HT9T/.R1门9机BSRT加睥F.ET加豚1屈时T牝9汀TEfrdTBTfriTSE0il砰颂W&9馈卯TtS3TETS9TET网T8TT9T068STfrSiSTfriSSTEiSST颂SI0SESTTtTST900STSA命TE68frTTAW珀9ATBTEHMET996EIIE6EI36ZET0E0ET6S8ETEE9ETE8E3T9KEET68ZZ1ES0ETCfrSTT0frBTT8ESTT8WTtEETTEEETT0E0TTEBE0TT6

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

17、432744J27443274J274327443274437443274bJ27453274532745327453275327453274632746327463274632746327463274GJ274G327dG3274G32773274732747327473274732747327473274732747327473274S327483274S327483274S32749羽冲羽？49327492749软？W软欠国猥亦m眼K132751327513275132751327E132751327513275232752327533275332754327543275432754327543275432755327563275632756327563275632756327E732757327573275732757327573275732757327583275832758327583275832758327583275932/5?