pthread を使用して C/C++ で行列の加算と減算を実装する

ここでは、マルチスレッド環境を使用して行列の加算と減算を実行する方法を説明します。 pthread は、C または C++ で複数のスレッドを同時に実行するために使用されます。

2 つの行列 A と B があります。各行列の次数は (m x n) です。各スレッドは各行を取得し、加算または減算を実行します。したがって、m 行に対して、m 個の異なるスレッドが存在します。

例

#include<iostream>
#include <pthread.h>
#include <cstdlib>
#include <cstdint>
#define CORE 3
#define MAX 3
using namespace std;
int AMat[MAX][MAX] = {{10, 20, 30},
   {40, 50, 60},
   {70, 80, 50}
};
int BMat[MAX][MAX] = {{80, 60, 20},
   {30, 20, 15},
   {10, 14, 35}
};
pthread_t thread[CORE * 2];
int add[MAX][MAX], sub[MAX][MAX];
void* addMatrices(void* arg) {
   intptr_t core = (intptr_t)arg;
   // Each thread computes 1/3rd of matrix addition
   for (int i = core * MAX / 3; i < (core + 1) * MAX / 3; i++) {
      for (int j = 0; j < MAX; j++) {
         add[i][j] = AMat[i][j] + BMat[i][j];
      }
   }
}
void* subtraction(void* arg) {
   intptr_t core = (intptr_t)arg;
   // Each thread computes 1/3rd of matrix subtraction
   for (int i = core * MAX / 3; i < (core + 1) * MAX / 3; i++) {
      for (int j = 0; j < MAX; j++) {
         sub[i][j] = AMat[i][j] - BMat[i][j];
      }
   }
}
void display(){
   cout << "Matrix A: " << endl;
   for(int i = 0; i < MAX; i++) {
      for(int j = 0; j < MAX; j++) {
         cout << AMat[i][j] << " ";
      }
      cout << endl;
   }
   cout << "\nMatrix B: " << endl;
   for(int i = 0; i < MAX; i++) {
      for(int j = 0; j < MAX; j++) {
         cout << BMat[i][j] << " ";
      }
      cout << endl;
   }
}
void displayRes(){
   cout << "\nAddition: " << endl;
   for(int i = 0; i < MAX; i++) {
      for(int j = 0; j < MAX; j++) {
         cout << add[i][j] << " ";
      }
      cout << endl;
   }
   cout << "\nSubtraction: " << endl;
   for(int i = 0; i < MAX; i++) {
      for(int j = 0; j < MAX; j++) {
         cout << sub[i][j] << " ";
      }
      cout << endl;
   }
}
main() {
   display();
   int step = 0;
   for (int i = 0; i < CORE; i++) {
      pthread_create(&thread[i], NULL, &addMatrices, (void*)step);
      pthread_create(&thread[i + CORE], NULL, &subtraction, (void*)step);
      step++;
   }
   for (int i = 0; i < CORE * 2; i++) {
      pthread_join(thread[i], NULL);
   }
   displayRes();
}

出力

Matrix A:
10 20 30
40 50 60
70 80 50
Matrix B:
80 60 20
30 20 15
10 14 35
Addition:
90 80 50
70 70 75
80 94 85
Subtraction:
-70 -40 10
10 30 45
60 66 15

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