第２２講　素数探索を題材としたマルチスレッドプログラミングの学習
第６話 スレッド4による和の計算と素数探索の解答例

それでは、前話の解答例を示しましょう。
まず和の方から。
#pragma once
long w1,w2,w3,w4,w;
long n;
namespace 足し算の和（マルチ４） {
　　　　　　　　　・
　　　　　　　　　・
　　　　　　　　　・
#pragma endregion
　　private: System::Void button1_Click(System::Object^ sender, System::EvenArgs^ e) {
　　　　　　　　　　n=long::Parse(texBox1->Text);
　　　　　　　　　　DateTime^ hj;
　　　　　　　　　　DateTime^ ow;
　　　　　　　　　　TimeSpan sa;
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　w=0;
　　　　　　　　　　hj=DateTime::Now;
　　　　　　　　　　f();
　　　　　　　　　　ow=DateTime::Now;
　　　　　　　　　　label3->Text=w.ToString();
　　　　　　　　　　sa=ow->Subtract(*hj);
　　　　　　　　　　label5->Text=(sa.ToAlSeconds).ToString();
　　　　　　　　　　w1=0;w2=0;w3=0;w4=0;
　　　　　　　　　　hj=DateTime::Now;

　　　　　　　　　　Thread^ A=gcnew Thread(gcnew ThreadStart(f1));
　　　　　　　　　　Thread^ B=gcnew Thread(gcnew ThreadStart(f2));
　　　　　　　　　　Thread^ C=gcnew Thread(gcnew ThreadStart(f3));
　　　　　　　　　　Thread^ D=gcnew Thread(gcnew ThreadStart(f4));

　　　　　　　　　　A->Start();
　　　　　　　　　　B->Start();
　　　　　　　　　　C->Start();
　　　　　　　　　　D->Start();

　　　　　　　　　　A->Join();
　　　　　　　　　　B->Join();
　　　　　　　　　　C->Join();
　　　　　　　　　　D->Join();

　　　　　　　　　　ow=DateTime::Now;
　　　　　　　　　　label6->Text=(w1+w2+w3+w4).ToString();
　　　　　　　　　　sa=ow->Subtract(*hj);
　　　　　　　　　　label7->Text=(sa.ToAlSeconds).ToString();
　　　　　　　　}
　　　　　　　　void f(){
　　　　　　　　　　long i;
　　　　　　　　　　　　for(i=1;i<=n;i++)w+=i;
　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　static void f1(){
　　　　　　　　　　long i;
　　　　　　　　　　for(i=1;i<=40*(n/100);i++)w1+=i;
　　　　　　　　}
　　　　　　　　static void f2(){
　　　　　　　　　　long i;
　　　　　　　　　　for(i=40*(n/100)+1;i<=70*(n/100);i++)w2+=i;
　　　　　　　　}
　　　　　　　　static void f3(){
　　　　　　　　　　long i;
　　　　　　　　　　for(i=70*(n/100)+1;i<=90*(n/100);i++)w3+=i;
　　　　　　　　}
　　　　　　　　static void f4(){
　　　　　　　　　　long i;
　　　　　　　　　　for(i=90*(n/100)+1;i<=n;i++)w4+=i;
　　　　　　　　}

};
}

ダウンロード用ファイルForm9.h
ところが、今回も予想外で、４スレッドがCPU使用率１００％を実現しているにもかかわらず、シングルスレッドの方が速いという結果になってしまいました。

しかし、素数探索４スレッドの方は期待通りの成果を見せました。
データを示しておきましょう。

探索が小さいと４スレッドにした効果が現れませんが、
探索範囲が広がるにしたがって、
効果が大きくなります。
探索範囲が１００００００のときは、約４倍と４スレッドにした効果が明確に現れています。
さらに、探索範囲が１０００００００のときは、４．３倍と４倍を上まわっています。

では素数探索４スレッド版のソース例を示しましょう。
#pragma once
#include <math.h>
#include<sDlib.h>
#include<set>
using namespace sD;
int N;
int cn1,cn2,cn3,cn4;
int s1[25000000],s2[25000000],s3[25000000],s4[25000000];
namespace 素数探索４スレッド {
　　　　　　　　　・
　　　　　　　　　・
　　　　　　　　　・
#pragma endregion
　　private: System::Void button1_Click(System::Object^ sender, System::EvenArgs^ e) {
　　　　　　　　　　set<int> s;
　　　　　　　　　　int i,j,cn;
　　　　　　　　　　N=int::Parse(texBox1->Text);
　　　　　　　　　　s.clear();
　　　　　　　　　　s.insert(2);s.insert(3);s.insert(5);
　　　　　　　　　　for(i=0;i<cn1;i++){
　　　　　　　　　　　　s1[i]=0;
　　　　　　　　　　　　cn1=0;
　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　for(i=0;i<cn2;i++){
　　　　　　　　　　　　s2[i]=0;
　　　　　　　　　　　　cn2=0;
　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　for(i=0;i<cn3;i++){
　　　　　　　　　　　　s3[i]=0;
　　　　　　　　　　　　cn3=0;
　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　for(i=0;i<cn4;i++){
　　　　　　　　　　　　s4[i]=0;
　　　　　　　　　　　　cn4=0;
　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　DateTime^ hj=DateTime::Now; //開始時間

　　　　　　　　　　//スレッドの生成
　　　　　　　　　　Thread^ A=gcnew Thread(gcnew ThreadStart(f1));
　　　　　　　　　　Thread^ B=gcnew Thread(gcnew ThreadStart(f2));
　　　　　　　　　　Thread^ C=gcnew Thread(gcnew ThreadStart(f3));
　　　　　　　　　　Thread^ D=gcnew Thread(gcnew ThreadStart(f4));

　　　　　　　　　　//計算開始
　　　　　　　　　　A->Start();
　　　　　　　　　　B->Start();
　　　　　　　　　　C->Start();
　　　　　　　　　　D->Start();

　　　　　　　　　　//スレッドの終了を待つ
　　　　　　　　　　A->Join();
　　　　　　　　　　B->Join();
　　　　　　　　　　C->Join();
　　　　　　　　　　D->Join();

　　　　　　　　　　array<String^>^ w=gcnew array<String^>(10);
　　　　　　　　　　DateTime^ ow=DateTime::Now; //終了時間
　　　　　　　　　　for(i=0;i<=cn1;i++){
　　　　　　　　　　　　s.insert(s1[i]);
　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　for(i=0;i<=cn2;i++){
　　　　　　　　　　　　s.insert(s2[i]);
　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　for(i=0;i<=cn3;i++){
　　　　　　　　　　　　s.insert(s3[i]);
　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　for(i=0;i<=cn4;i++){
　　　　　　　　　　　　s.insert(s4[i]);
　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　cn=0;
　　　　　　　　　　for(set<int>::iterator it=s.begin();it!=s.end();it++){
　　　　　　　　　　　　if(*it==0)it++;
　　　　　　　　　　　　w[cn%10]=(*it).ToString();
　　　　　　　　　　　　if(cn==cn1+cn2+cn3+cn4+2){
　　　　　　　　　　　　　　for(j=(cn%10)+1;j<10;j++){
　　　　　　　　　　　　　　w[j]=L"";
　　　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　if(cn%10==9)daAGridView1->Rows->Add(w);
　　　　　　　　　　cn++;
　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　daAGridView1->Rows->Add(w);
　　　　　　　　　　TimeSpan sa=ow->Subtract(*hj); //経過時間の計算
　　　　　　　　　　w[0]=L"計算時間"; w[1]=sa.ToAlSeconds.ToString();
　　　　　　　　　　for(i=2;i<10;i++)w[i]=L"";
　　　　　　　　　　daAGridView1->Rows->Add(w);
　　　　　　　　　　w[0]=L"素数個数"; w[1]=(cn1+cn2+cn3+cn4+3).ToString();
　　　　　　　　　　daAGridView1->Rows->Add(w);

　　　　　　　}
　　　　　　　static void f1(){
　　　　　　　　　for (int i=6; i<=N; i+=5) {
　　　　　　　　　　　if(sh(i)){
　　　　　　　　　　　　 s1[cn1]=i;
　　　　　　　　　　　　 cn1++;
　　　　　　　　　　 }
　　　　　　　　 }
　 　　　　　 }
　　 　　　　 static void f2(){
　　　 　　　　　 for (int i=7; i<=N; i+=5) {
　　　　 　　　　　　 if(sh(i)){
　　　　　 　　　　　　　 s2[cn2]=i;
　　　　　　 　　　　　　 cn2++;
　　　　　　　 　　　 }
　　　　　　 　　 }
　 　　　　　 }
　　 　　　　 static void f3(){
　　　 　　　　　 for (int i=8; i<=N; i+=5) {
　　　　 　　　　　　 if(sh(i)){
　　　　　 　　　　　　　 s3[cn3]=i;
　　　　　　 　　　　　　 cn3++;
　　　　　　　 　　　 }
　 　　　　　　　 }
　　 　　　　 }
　　　 　　　 static void f4(){
　　　　 　　　　 for (int i=9; i<=N; i+=5) {
　　　　　 　　　　　 if(sh(i)){
　　　　　　 　　　　　 　s4[cn4]=i;
　　　　　　　 　　　　　 cn4++;
　　　 　　　　 　　　}
　　　　 　　　　 }
　　　 　　 　}
　　　　 　　 static char sh(double n){
　　　　　 　　 　char h=1;
　　　　　　 　　 double a;
　 　　　　　 　　int b;
　　 　　　　　 　int c;
　 　　 　　　　　int i;

　　 　　 　　　　a=sqrt(n);
　　　 　　 　　　b=(int)a;
　　　　 　　 　　c=(int)n;
　　　　　 　　 　if(c % 2==0)h=0;
　　　　　　 　　 if(h==1){
　　　　　　　 　　 　for(i=3;i<=a;i=i+2){
　　　　　　　　 　　 　　if(c % i==0){
　　　　　　　　　 　　 　　　h=0;
　　　　　　　　　　 　　 　　break;
　　　　　　　　 　　 　　}
　 　　　　　　　　 　}
　　 　　　　　　 }
　 　 　　　　　　return(h);
　　 　 　　　}
　　};
}

ダウンロード用ファイルForm10.h


では皆さんに、課題を出してこの話を閉じます。
４スレッドを６スレッドにしてください。そして、どちらが速いか実験してください。


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