Question

我正在尝试为Insertion排序编写OpenMP解决方案，但是我遇到了让它并行运行并给出正确结果的问题:)。有没有办法让Insertion排序并行运行。

这是我的代码：

void insertionsort(int *A, int num)
{

// clock_t start, stop;
// 
// start=clock();
int k;
#pragma omp parallel for shared(A) private(k)
for(int n = 1; n < num; n++)
{
    int key = A[n];
    k = n;
#pragma omp critical

    for(;k>0 && A[k-1]> key;k--)
    {
        A[k] = A[k-1];   
    }



    A[k] = key;  


}
// stop=clock();
// cas = (double)(stop-start)/CLOCKS_PER_SEC;
}

Answer 1

您不能以这种方式并行化插入排序算法。从内循环条件A[k-1]> key;可以看出，该算法假设对于数组位置key中的给定k，如果实际密钥大于存储的密钥在数组的先前位置，swap应该停止。因此，该算法假设k下面的位置上的键已经排序。

当您引入并行化时，例如，两个线程，线程0将从数组的开头开始，线程1将从一半开始。根据算法的假设，问题是前半部分没有排序，因此会导致问题。

让我举个例子，用{2}个线程对array = [-1,2,-3,4,-5,6,-7,8]进行排序：让我们修复一个给定的执行顺序（实际上是非确定性的）

1）线程0取k = 1且key = 2;数组状态[-1,2,-3,4,-5,6,-7,8]
2）线程1取k = 5且key = 6;数组状态[-1,2,-3,4,-5,6,-7,8]
3）线程0取k = 2且key = -3;数组状态[-3,-1,2,4,-5,6,-7,8]
4）线程1取k = 6且key = -7;数组状态[-7,-3,-1,2,4,-5,6,8]
5）线程0取k = 3且key = 2;数组状态[-7,-3,-1,2,4,-5,6,8]
6）线程1取k = 7且key = 8;数组状态[-7,-3,-1,2,4,-5,6,8]
7）线程0取k = 4且key = 4;数组状态[-7,-3,-1,2,4,-5,6,8]

最终结果：[-7,-3,-1,2,4,-5,6,8]

在第4行第1个线程从位置-7获取键6并放置在数组的末尾，从位置1 to 6（包括）中筛选所有元素到右边的一个位置，现在-5位于-7的旧位置。因为，-7（6）的旧位置永远不会被再次比较-5将保持不可触及。因此，使算法无法排序。

一个简单但不好的解决方案是将OpenMP ordered子句添加到parallel for构造中。但是，使用它会使您的代码基本上是顺序代码。

另一个可能的解决方案，虽然我不是100％确定它可以适合你的情况，但是通过常规采样使你的算法并行。您可以看到here后一种技术的示例适用于quicksort。

算法的结构不是直接并行化并实现加速的最佳结构。由于内循环的每次迭代都是相互依赖的，因此需要使用方法来确保互斥，从而导致开销。你有更好的排序算法可以直接并行化，通常是那些使用分而治之策略的算法，如Radix Sort或Quick Sort等。

在OpenMP中插入排序

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