C语言实现并行求和算法

1、问题描述
将数组A均匀划分成m个片段，每个数组片段最多有(n+m-1)/m 个元素。每个数组片段分别由一个线程负责局部求和，最后这些部分和加起来就得到数组中所有元素的总和。

2、相关代码
此代码在gcc4.3下编译通过
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define NUM_THREADS 4
int N;
int *X;
int gSum[NUM_THREADS];
void* Summation(void *pArg){
int tNum= *((int *)pArg);
int lSum=0;
int start,end;
int i;
start = (N/NUM_THREADS)*tNum;
printf(“start is:%d\n”,start);
end = (N/NUM_THREADS)*(tNum+1);
printf(“end is:%d\n”,end);
if(tNum == NUM_THREADS -1)
 end =N;
for(i=start;i<end;i++)
 lSum+=X[i];
gSum[tNum]=lSum;
free(pArg);
}

void initArr(){
int i;
puts(“input array length:：”);
scanf(“%d”,&N);
X=(int*)malloc(N*sizeof(int));//
for(i=0;i<N;i++)
{
  X[i]=i+1;
  printf(“%d\t”,X[i]);
}
}
int main(void){
int j,sum=0;
pthread_t tHandles[NUM_THREADS];
initArr();
for(j=0;j<NUM_THREADS;j++ ){
 int *threadNum =malloc(4);
 *threadNum=j;
//  printf(“threadNum is:%d\n”,*threadNum);
 pthread_create(&tHandles[j],NULL,Summation,(void*)threadNum);
}
for(j=0;j<NUM_THREADS;j++){
 pthread_join(tHandles[j],NULL);
 sum+= gSum[j];
}
printf(“the sum of array elements is %d\n”,sum);
return 0;
}

3、技术难点
1）动态数组初始化
  C语言中不允许动态数组类型。例如： int n;scanf(“%d”,&n);int a[n]; 用变量表示长度，想对数组的大小作动态说明，这是错误的。
这里使用malloc 向系统申请分配指定size个字节的内存空间。返回类型是 void* 类型
void* 表示未确定类型的指针。C,C++规定，void* 类型可以强制转换为任何其它类型的指针。
2）void类型转换
malloc返回类型是 void* 类型
这并不是说该函数调用后无返回值，而是返回一个结点的地址，该地址的类型为void,即一段存储区的首址，其具体类型无法确定，只有使用时根据各个域值数据再确定。可以用强转的方法将其转换为别的类型。例如：
int *pd=NULL;
pi=(int *)malloc(N*sizeof(int));
向系统申请10个连续的int类型的存储空间，用指针pi指向这个连续的空间的首地址。
并且用(int*)对malloc的返回类型进行转换，以便把int类型数据的地址赋值给指针pi
3）主线程等待子线程结束
对于多线程而言，一个主要的难题就是如何线程是否都已经执行结束。这里用的方法是pthread_join
pthread_join方法的功能就是等待线程结束
syntax: int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
第一个参数，线程id,就是要等待的线程ID
第二个参数用来接受线程函数的返回值，如果没有返回值，就直接设为NULL。