使用mpi将矩阵写入单个txt文件

因此，将大量数据写成文本不是一个好主意。它真的，真的，很慢，它生成了不必要的大文件，处理起来很痛苦。大量的数据应该写成二进制，只有人类的摘要数据写成文本。让计算机处理的东西对计算机来说很容易，只有你真正要坐下来阅读的东西对你来说很容易处理（例如，文本）。

无论是以文本还是二进制形式编写，都可以使用MPI-IO将输出协调到文件，以生成一个大文件。我们在这里有一个关于这个主题的小教程（使用MPI-IO、HDF5和NetCDF）。对于MPI-IO，诀窍是定义一个类型（这里是子数组），根据文件的全局布局来描述数据的本地布局，然后将其作为"视图"写入文件。每个文件只能看到自己的视图，MPI-IO库会协调输出，因此只要视图不重叠，所有内容都会显示为一个大文件。

如果我们用二进制写出来，我们只需要将MPI_Write指向我们的数据，然后就可以完成它；由于我们使用的是文本，我们必须将数据转换为字符串。我们按照通常的方式定义数组，只是它不是MPI_FLOAT，而是一种新的类型，即每个数字charspernum个字符。

代码如下：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <mpi.h>
float **alloc2d(int n, int m) {
    float *data = malloc(n*m*sizeof(float));
    float **array = malloc(n*sizeof(float *));
    for (int i=0; i<n; i++)
        array[i] = &(data[i*m]);
    return array;
}
int main(int argc, char **argv) {
    int ierr, rank, size;
    MPI_Offset offset;
    MPI_File   file;
    MPI_Status status;
    MPI_Datatype num_as_string;
    MPI_Datatype localarray;
    const int nrows=10;
    const int ncols=10;
    float **data;
    char *const fmt="%8.3f ";
    char *const endfmt="%8.3fn";
    int startrow, endrow, locnrows;
    const int charspernum=9;
    ierr = MPI_Init(&argc, &argv);
    ierr|= MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);
    ierr|= MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
    locnrows = nrows/size;
    startrow = rank * locnrows;
    endrow = startrow + locnrows - 1;
    if (rank == size-1) {
        endrow = nrows - 1;
        locnrows = endrow - startrow + 1;
    }
    /* allocate local data */
    data = alloc2d(locnrows, ncols);
    /* fill local data */
    for (int i=0; i<locnrows; i++) 
        for (int j=0; j<ncols; j++)
            data[i][j] = rank;
    /* each number is represented by charspernum chars */
    MPI_Type_contiguous(charspernum, MPI_CHAR, &num_as_string); 
    MPI_Type_commit(&num_as_string); 
    /* convert our data into txt */
    char *data_as_txt = malloc(locnrows*ncols*charspernum*sizeof(char));
    int count = 0;
    for (int i=0; i<locnrows; i++) {
        for (int j=0; j<ncols-1; j++) {
            sprintf(&data_as_txt[count*charspernum], fmt, data[i][j]);
            count++;
        }
        sprintf(&data_as_txt[count*charspernum], endfmt, data[i][ncols-1]);
        count++;
    }
    printf("%d: %sn", rank, data_as_txt);
    /* create a type describing our piece of the array */
    int globalsizes[2] = {nrows, ncols};
    int localsizes [2] = {locnrows, ncols};
    int starts[2]      = {startrow, 0};
    int order          = MPI_ORDER_C;
    MPI_Type_create_subarray(2, globalsizes, localsizes, starts, order, num_as_string, &localarray);
    MPI_Type_commit(&localarray);
    /* open the file, and set the view */
    MPI_File_open(MPI_COMM_WORLD, "all-data.txt", 
                  MPI_MODE_CREATE|MPI_MODE_WRONLY,
                  MPI_INFO_NULL, &file);
    MPI_File_set_view(file, 0,  MPI_CHAR, localarray, 
                           "native", MPI_INFO_NULL);
    MPI_File_write_all(file, data_as_txt, locnrows*ncols, num_as_string, &status);
    MPI_File_close(&file);
    MPI_Type_free(&localarray);
    MPI_Type_free(&num_as_string);
    free(data[0]);
    free(data);
    MPI_Finalize();
    return 0;
}

运行给予：

$ mpicc -o matrixastxt matrixastxt.c  -std=c99
$ mpirun -np 4 ./matrixastxt
$ more all-data.txt 
   0.000    0.000    0.000    0.000    0.000    0.000    0.000    0.000    0.000    0.000
   0.000    0.000    0.000    0.000    0.000    0.000    0.000    0.000    0.000    0.000
   1.000    1.000    1.000    1.000    1.000    1.000    1.000    1.000    1.000    1.000
   1.000    1.000    1.000    1.000    1.000    1.000    1.000    1.000    1.000    1.000
   2.000    2.000    2.000    2.000    2.000    2.000    2.000    2.000    2.000    2.000
   2.000    2.000    2.000    2.000    2.000    2.000    2.000    2.000    2.000    2.000
   3.000    3.000    3.000    3.000    3.000    3.000    3.000    3.000    3.000    3.000
   3.000    3.000    3.000    3.000    3.000    3.000    3.000    3.000    3.000    3.000
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