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所以我正在使用 Cilk 在 C 中实现并行快速排序,我遇到了一个奇怪的问题。我的代码的相关部分,供参考(并提前道歉):

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/time.h>
#include <math.h>
#include <cilk/cilk.h>
#include <cilk/cilk_api.h>

void prefixSum(int* input,int* output, int length){
   if(length == 1){
      output[0] = input[0];
      return;
   }
   int i;
   int nPairs = (int) floor(((double)length)/2);
   int pairs = (int) ceil(((double)length)/2);
   int z[pairs];
   int w[pairs];
   cilk_for(i=0;i<nPairs;i++){
      z[i] = input[2*i]+input[2*i+1];
   }

   if(pairs>nPairs){
      z[pairs-1] = input[length-1];
   }
   prefixSum(z,w,pairs);
   cilk_for(i=0;i<length;i++){
      if(i==0){
         output[i] = input[i];
      } 
      else if((i-1)%2==0){
         output[i] = w[(i-1)/2];
      }
      else{
         output[i] = w[(i-2)/2] + input[i];
      }
   }
   return;
}

void prefixScan(int* input, int length){
   int i;
   for(i=length-1;i>0;i--){
      input[i] = input[i-1];
   }
   input[0] = 0;
}

void paraSort(double* array, int length){
   if(length==1){
      return;
   }
   int pivot = rand() % length;
   int lowSet[length];
   int highSet[length];
   int equalSet[length];
   int i;
   cilk_for(i=0;i<length;i++){
      if(array[i]==array[pivot]){
         lowSet[i] = 0;
         highSet[i] = 0;
         equalSet[i] = 1;
      } else if(array[i]<array[pivot]){
         lowSet[i] = 1;
         highSet[i] = 0;
         equalSet[i] = 0;
      } else {
         lowSet[i] = 0;
         highSet[i] = 1;
         equalSet[i] = 0;
      }
   }
   int lowIndex[length];
   int highIndex[length];
   int equalIndex[length];
   prefixSum(lowSet,lowIndex,length);
   int numLow = lowIndex[length-1];
   prefixScan(lowIndex,length);

   prefixSum(highSet,highIndex,length);
   int numHigh = highIndex[length-1];
   prefixScan(highIndex,length);

   prefixSum(equalSet,equalIndex,length);
   int numEqual = equalIndex[length-1];
   prefixScan(equalIndex,length);

   double lowList[imin(numLow,1)];
   double highList[imin(numHigh,1)];
   double equalList[numEqual];

   cilk_for(i=0;i<length;i++){
      if(lowSet[i]==1){
         lowList[lowIndex[i]] = array[i];
      } else if(highSet[i]==1){ 
         highList[highIndex[i]] = array[i];
      } else if(equalSet[i]==1){
         equalList[equalIndex[i]] = array[i];
      }
   }

   if(numLow>0 && numHigh>0){
      cilk_spawn paraSort(lowList,numLow);
      paraSort(highList,numHigh);
      cilk_sync;
   } else if(numLow==0 && numHigh>0){
      paraSort(highList,numHigh);
   } else if(numLow>0 && numHigh==0){
      paraSort(lowList,numLow);
   }
   cilk_for(i=0;i<length;i++){
      if(i<numLow){
         array[i] = lowList[i];
      } else if(i<numLow+numEqual){
         array[i] = equalList[i-numLow];
      } else {
         array[i] = highList[i-(numLow+numEqual)];
      }
   }
   return;
}

现在,当我在一个包含 50 个元素的测试用例上运行它时(为了便于调试,依次进行),我在递归中深入一层,然后遇到一个分段错误,这似乎是由行equalList[equalIndex[i]] = array[i];

进一步检查,在分配 equalIndex 之后,其中的值是完全任意的。这是可以预料的;我还没有分配任何东西。prefixSum 在一个元素列表上调用,除了倒数第二个元素,它是 1 之外的元素都为零。(这是一个标记元素等于枢轴的位图。)它将前缀求和运算的结果放入 equalIndex 中,我将其作为指向数组的指针传入,以便结果在调用之外持续存在。

完成此操作后,调试 printf 命令显示 equalIndex 现在全为零,除了最后两个元素,它们都是一。这是预期的前缀和结果;到目前为止,一切都很好。prefixScan 是一个简单的辅助函数,可以帮助我从零开始处理索引;它将给定数组中的所有元素向右移动一个空格,用零填充第一个元素。将 equalIndex 传递给 this 后,调试语句显示 equalIndex 除了最后一个元素为 1 之外全为零。

问题出现的地方紧随其后,在 cilk_for 循环中,将每个元素复制到其正确的数组中。在这个循环的主体中,printf 语句现在显示的值与之前的值完全不匹配——有些是正确的零,有些是我之前看到的那种非常大的正整数或负整数,在我用 prefixSum 初始化这个数组之前. 一旦它达到这些极值之一并尝试将其用作数组索引,程序就会崩溃。

我最好的猜测是,不知何故,equalIndex 中的值没有被正确分配(因此出现了奇怪的行为,就好像我没有初始化数组一样),但我很难弄清楚到底哪里出了问题。

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1 回答 1

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你自相矛盾。有一次你说

equalIndex 除最后一个元素为 1 外全为零

但后来你推测

不知何故,equalIndex 中的值没有被正确分配

. 你不能两全其美。

我不知道 Cilk,但从 C 推断,我倾向于认为你在浪费自己的数据。特别考虑这段代码,这似乎是问题所在:

double lowList[imin(numLow,1)];
double highList[imin(numHigh,1)];
double equalList[numEqual];

cilk_for(i=0;i<length;i++){
    if(lowSet[i]==1){
       lowList[lowIndex[i]] = array[i];
    } else if(highSet[i]==1){ 
       highList[highIndex[i]] = array[i];
    } else if(equalSet[i]==1){
       equalList[equalIndex[i]] = array[i];
    }
}

lowList数组和有多长highList?在你回答之前研究他们的声明。现在,如果您尝试将值分配给这些数组的边界之外的元素,您认为会发生什么?

于 2015-12-04T21:32:06.777 回答