3.cpp - master - PavelPanchuk/lab3

3.cpp
425 строк10 KB
PavelPanchuk
create 3.cpp
15 дек 2024, 11:00
15 дек 2024, 11:005471a43
#include <iostream>
#include <omp.h>
//#include <mpi.h>
#include <cmath>
#include <ctime>

using namespace std;
// Вывод системы уравнений
void sysout(double** a, double* y, int n)
{


  for (int i = 0; i < n; i++)
  {
    //    #pragma omp parallel for
    for (int j = 0; j < n; j++)
    {
      cout << a[i][j] << "*x" << j;
      if (j < n - 1)
        cout << " + ";
    }
    cout << " = " << y[i] << endl;
  }

return;
}


double* gauss(double** a, double* y, int n)
{
  double* x, max;
  int k, index;
  const double eps = 0.00001;  // точность
  x = new double[n];
  k = 0;
  while (k < n)
  {
    // Поиск строки с максимальным a[i][k]
    max = abs(a[k][k]);
    index = k;

    #pragma omp parallel for
    for (int i = k + 1; i < n; i++)
    {
      if (abs(a[i][k]) > max)
      {
        #pragma omp critical
        {
          max = abs(a[i][k]);
          index = i;
        }
      }
    }


    // Перестановка строк
    if (max < eps)
    {
      // нет ненулевых диагональных элементов
      cout << "Решение получить невозможно из-за нулевого столбца ";
      cout << index << " матрицы A" << endl;
      return 0;
    }

   #pragma omp parallel for
    for (int j = 0; j < n; j++)
    {
      double temp = a[k][j];
      a[k][j] = a[index][j];
      a[index][j] = temp;
    }
    double temp = y[k];
    y[k] = y[index];
    y[index] = temp;

  // Нормализация уравнений
  //#pragma omp for //может ломать
    for (int i = k; i < n; i++)
    {
      double temp = a[i][k];
      if (abs(temp) < eps) continue; // для нулевого коэффициента пропустить

      #pragma omp parallel for
      for (int j = k; j < n; j++){
        a[i][j] = a[i][j] / temp;
      }

      y[i] = y[i] / temp;
      if (i == k)  continue; // уравнение не вычитать само из себя

      #pragma omp parallel for
      for (int j = 0; j < n; j++)
        a[i][j] = a[i][j] - a[k][j];
      y[i] = y[i] - y[k];

    }
    k++;

  }
  // обратная подстановка
//#pragma omp parallel for
  for (k = n - 1; k >= 0; k--)
  {
    x[k] = y[k];

    #pragma omp parallel for
    for (int i = 0; i < k; i++)
      y[i] = y[i] - a[i][k] * x[k];
  }
  return x;
}

int main(int argc, char** argv)
{
  /*
  MPI_Init(&argc,&argv);
int rank, size;
  MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
  MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);


//omp_set_num_threads(3);

  if(rank==0)
  {
  */

omp_set_num_threads(4);

  double** a, * y, * x;
  int n;
  cout << "Введите количество уравнений: ";
  cin >> n;

    /* Начать измерение времени*/
  clock_t start, finish;
  double  duration;
start=clock();
   // Выделение памяти для матрицы и вектора
    a = new double* [n];
    y = new double[n];


/*
    //генерация матрицы
      #pragma omp parallel for
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
      a[i] = new double[n];
    }

    // Генерация случайных чисел для матрицы A и вектора y
    srand(time(0));  // Инициализация генератора случайных чисел
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        #pragma omp parallel for
      for (int j = 0; j < n; j++)
      {
        a[i][j] = rand() % 100 + 1;  // Генерация случайного числа от 1 до 100
      }
    }
  #pragma omp parallel for
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
      y[i] = rand() % 100 + 1;  // Генерация случайного числа от 1 до 100 для правой части
    }

//конец генерации матрицы
*/

/* ввод уравнения вручную */
  for (int i = 0; i < n; i++)
  {
    a[i] = new double[n];
    for (int j = 0; j < n; j++)
    {
      cout << "a[" << i << "][" << j << "]= ";
      cin >> a[i][j];
    }
  }
  for (int i = 0; i < n; i++)
  {
    cout << "y[" << i << "]= ";
    cin >> y[i];
  }





  start = clock();


  sysout(a, y, n);
  x = gauss(a, y, n);

  //#pragma omp parallel for
  for (int i = 0; i < n; i++){
    cout << "x[" << i << "]=" << x[i] << endl;
  }

  /* итог измерение времени*/
  finish = clock();
  duration = (double)(finish - start) / CLOCKS_PER_SEC;
  cout << "Время выполнения программы="<<duration<<endl;



/*
  clock_t start1, finish1;
  double  duration1;
start1=clock();
 double sum=0;
      a[10000] = new double[n];

    #pragma omp parallel for reduction(+:sum)
  for (int i = 0; i < 100000; i++){
    cout << "x[" << i << "]=" << endl;
      //  sum += i;

  }

  finish1= clock();
  duration1 = (double)(finish1 - start1)/ CLOCKS_PER_SEC;
  cout << "Время выполнения программы="<<duration1<<endl;
*/
//}
//  MPI_Finalize();
  return 0;
}

















#include <iostream>

#include <omp.h>
 //#include <mpi.h>
#include <cmath>

#include <ctime>

using namespace std;
// Вывод системы уравнений
void sysout(double ** a, double * y, int n) {
	for(int i = 0; i < n; i++) {
		//    #pragma omp parallel for
		for(int j = 0; j < n; j++) {
			cout << a[i][j] << "*x" << j;
			if(j < n - 1) cout << " + ";
		}
		cout << " = " << y[i] << endl;
	}
	return;
}
double * gauss(double ** a, double * y, int n) {
	double * x, max;
	int k, index;
	const double eps = 0.00001; // точность
	x = new double[n];
	k = 0;
	while(k < n) {
		// Поиск строки с максимальным a[i][k]
		max = abs(a[k][k]);
		index = k;
		#pragma omp parallel for
		for(int i = k + 1; i < n; i++) {
			if(abs(a[i][k]) > max) {
				#pragma omp critical {
					max = abs(a[i][k]);
					index = i;
				}
			}
		}
		// Перестановка строк
		if(max < eps) {
			// нет ненулевых диагональных элементов
			cout << "Решение получить невозможно из-за нулевого столбца ";
			cout << index << " матрицы A" << endl;
			return 0;
		}
		#pragma omp parallel for
		for(int j = 0; j < n; j++) {
			double temp = a[k][j];
			a[k][j] = a[index][j];
			a[index][j] = temp;
		}
		double temp = y[k];
		y[k] = y[index];
		y[index] = temp;
		// Нормализация уравнений
		//#pragma omp for //может ломать
		for(int i = k; i < n; i++) {
			double temp = a[i][k];
			if(abs(temp) < eps) continue; // для нулевого коэффициента пропустить
			#pragma omp parallel for
			for(int j = k; j < n; j++) {
				a[i][j] = a[i][j] / temp;
			}
			y[i] = y[i] / temp;
			if(i == k) continue; // уравнение не вычитать само из себя
			#pragma omp parallel for
			for(int j = 0; j < n; j++) a[i][j] = a[i][j] - a[k][j];
			y[i] = y[i] - y[k];
		}
		k++;
	}
	// обратная подстановка
	//#pragma omp parallel for
	for(k = n - 1; k >= 0; k--) {
		x[k] = y[k];
		#pragma omp parallel for
		for(int i = 0; i < k; i++) y[i] = y[i] - a[i][k] * x[k];
	}
	return x;
}
int main(int argc, char ** argv) {
	/*
  MPI_Init(&argc,&argv);
int rank, size;
  MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
  MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);


//omp_set_num_threads(3);

  if(rank==0)
  {
  */
	omp_set_num_threads(4);
	double ** a, * y, * x;
	int n;
	cout << "Введите количество уравнений: ";
	cin >> n;
	/* Начать измерение времени*/
	clock_t start, finish;
	double duration;
	start = clock();
	// Выделение памяти для матрицы и вектора
	a = new double * [n];
	y = new double[n];
	/*
	    //генерация матрицы
	      #pragma omp parallel for
	    for (int i = 0; i < n; i++)
	    {
	      a[i] = new double[n];
	    }

	    // Генерация случайных чисел для матрицы A и вектора y
	    srand(time(0));  // Инициализация генератора случайных чисел
	    for (int i = 0; i < n; i++)
	    {
	        #pragma omp parallel for
	      for (int j = 0; j < n; j++)
	      {
	        a[i][j] = rand() % 100 + 1;  // Генерация случайного числа от 1 до 100
	      }
	    }
	  #pragma omp parallel for
	    for (int i = 0; i < n; i++)
	    {
	      y[i] = rand() % 100 + 1;  // Генерация случайного числа от 1 до 100 для правой части
	    }

	//конец генерации матрицы
	*/
	/* ввод уравнения вручную */
	for(int i = 0; i < n; i++) {
		a[i] = new double[n];
		for(int j = 0; j < n; j++) {
			cout << "a[" << i << "][" << j << "]= ";
			cin >> a[i][j];
		}
	}
	for(int i = 0; i < n; i++) {
		cout << "y[" << i << "]= ";
		cin >> y[i];
	}
	start = clock();
	sysout(a, y, n);
	x = gauss(a, y, n);
	//#pragma omp parallel for
	for(int i = 0; i < n; i++) {
		cout << "x[" << i << "]=" << x[i] << endl;
	}
	/* итог измерение времени*/
	finish = clock();
	duration = (double)(finish - start) / CLOCKS_PER_SEC;
	cout << "Время выполнения программы=" << duration << endl;
	/*
	  clock_t start1, finish1;
	  double  duration1;
	start1=clock();
	 double sum=0;
	      a[10000] = new double[n];

	    #pragma omp parallel for reduction(+:sum)
	  for (int i = 0; i < 100000; i++){
	    cout << "x[" << i << "]=" << endl;
	      //  sum += i;

	  }

	  finish1= clock();
	  duration1 = (double)(finish1 - start1)/ CLOCKS_PER_SEC;
	  cout << "Время выполнения программы="<<duration1<<endl;
	*/
	//}
	//  MPI_Finalize();
	return 0;
}