Wie man Parallel Sorting in C mit Kommandozeilen-Argumenten zur Thread-Anzahl implementiert

Описание: Erfahren Sie, wie Sie Ihr C-Programm für `Parallel Sorting` anpassen, indem Sie die Anzahl der Threads dynamisch über Kommandozeilen-Argumente festlegen.
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Meisterung von Parallel Sorting in C mit Kommandozeilen-Argumenten

Sortieralgorithmen sind fundamental in der Informatik, besonders beim Umgang mit großen Datensätzen. In diesem Blog-Beitrag werden wir uns Parallel Sorting in C widmen. Konkret werden wir eine vorhandene Implementierung so erweitern, dass der Benutzer die Anzahl der Threads dynamisch über Kommandozeilen-Argumente angeben kann, anstatt sie fest im Programm zu codieren. Dies ist entscheidend, um die Leistung durch effektive Nutzung mehrerer Threads zu verbessern.

Das Problem: Statische Thread-Anzahl

Im ursprünglichen C-Code ist die Anzahl der Threads für die Ausführung des Sortieralgorithmus mit # define NUM_THREADS 2 fest vorgegeben. Das führt zu mangelnder Flexibilität; wenn Sie die Anzahl der Threads ändern möchten, müssen Sie den Code manuell anpassen und neu kompilieren.

Die Lösung: Verwendung von Kommandozeilen-Argumenten

Um die Thread-Anzahl zur Laufzeit veränderbar zu machen, werden wir mehrere Änderungen vornehmen. Gehen wir Schritt für Schritt vor.

Schritt 1: Definition von NUM_THREADS ändern

Zuerst ändern wir die Definition von NUM_THREADS und verwandter Variablen zu dynamischen Variablen.

Originaler Code:

[[Siehe Video, um diesen Text oder Codeausschnitt anzuzeigen]]

Modifikation:

[[Siehe Video, um diesen Text oder Codeausschnitt anzuzeigen]]

Diese Änderung verwandelt NUM_THREADS in eine Variable, die später im Programm gesetzt werden kann.

Schritt 2: Kommandozeilen-Argumente im main-Funktion lesen

Als Nächstes passen wir die main-Funktion so an, dass sie die Thread-Anzahl aus den Kommandozeilen-Argumenten ausliest. Dazu prüfen wir, ob genügend Argumente übergeben wurden, und setzen die erforderlichen Variablen entsprechend.

Implementierung:

[[Siehe Video, um diesen Text oder Codeausschnitt anzuzeigen]]

Erläuterung des Codes

Prüfung der Kommandozeilen-Argumente: Wir stellen sicher, dass mindestens zwei Argumente übergeben wurden (Programmname und Thread-Anzahl).

Setzen von NUM_THREADS: Die Anzahl der Threads wird aus dem String des Arguments mit atoi in einen Integer konvertiert. Ist die Anzahl kleiner als 1, wird eine Fehlermeldung ausgegeben.

Berechnung von NUMBERS_PER_THREAD & OFFSET: Diese Variablen werden basierend auf der benutzerdefinierten NUM_THREADS neu berechnet. So wird sichergestellt, dass die Sortierlogik gültig bleibt und die Arbeitslast gleichmäßig auf alle Threads verteilt wird.

Schritt 3: Der vollständige überarbeitete Code

So sollte der komplett modifizierte Code mit den obigen Änderungen aussehen:

[[Siehe Video, um diesen Text oder Codeausschnitt anzuzeigen]]

Fazit

Mit diesen Änderungen haben Sie Ihr parallel sortierendes Programm in C so erweitert, dass die Anzahl der Threads über die Kommandozeile angegeben werden kann, was das Programm anpassbar und dynamisch macht. Diese Flexibilität ermöglicht bessere Performance-Optimierung je nach verwendeter Hardware.

Probieren Sie verschiedene Hardware-Konfigurationen aus und beobachten Sie, wie sich die Thread-Anzahl auf Ihre Sortierzeit auswirkt! Viel Spaß beim Programmieren!