如何使用OpenMP实现三维求和加速及现有代码报错修复

• 并行循环变量i未配置私有属性：循环变量i在main开头提前定义，但#pragma omp parallel for的私有变量列表private()中没有包含i，OpenMP默认i为共享变量，不符合并行for循环要求循环变量线程私有的规则，因此触发VS报错。
• VS2019默认遵循OpenMP 2.0标准，对并行循环的格式要求更严格，循环变量最好在for语句内部声明，避免作用域混淆问题。

第一步：修改代码逻辑 #

把循环变量i移到for语句内部声明，同时可以优化冗余的三角函数计算提升性能，修复后的完整代码如下：

#include<omp.h>
#include<stdio.h>
#include<math.h>
int main()
{
    double a = 0.3291;
    double d_title = 2.414;
    double b = 3.8037;
    double c = 4086;
    double nu_start = 0;
    double mu_start = 0;
    double z_start = 0;
    double step_nu = 2 * 3.1415926 / 100;
    double step_mu = 3.1415926 / 100;
    double integral=0;

#pragma omp parallel for default(none) shared(a, d_title, b, c, nu_start, mu_start, z_start, step_nu, step_mu) reduction(+:integral)
    for (int i = 0; i < 100; i++)
    {
        double mu = mu_start + (i + 1) * step_mu;
        double sin_mu = sin(mu);
        double cos_mu = cos(mu);
        double sin_mu_sq = sin_mu * sin_mu;
        double cos_mu_sq = cos_mu * cos_mu;
        for (int j = 0; j < 100; j++)
        {
            double nu = nu_start + (j + 1) * step_nu;
            double cos_nu = cos(nu);
            double sin_nu = sin(nu);
            double cos_nu_sq = cos_nu * cos_nu;
            double temp = a * sin_nu - d_title * cos_nu;
            double d_uv = (sin_mu_sq * cos_nu_sq + sin_mu_sq * temp * temp + b * b * cos_mu_sq) / (c * c);
            double step_z = 20 / (d_uv * 500);
            double coeff_out = sin_mu * (1 - 3 * sin_mu_sq * cos_nu_sq) * step_mu * step_nu;
            for (int k = 0; k < 500; k++)
            {
                double z = z_start + (k + 1) * step_z;
                integral += coeff_out * exp(-d_uv * z) * log(1 + z * z) * step_z;
            }
        }
    }

    double out = integral / (c * c);
    printf("计算结果：%lf\n", out);
    return 0;
}

第二步：配置VS2019 OpenMP编译选项 #

打开项目属性页，依次进入配置属性 > C/C++ > 语言，将OpenMP支持选项设置为是(/openmp)，保存配置后重新编译即可。

修复代码中提前提取了循环内重复计算的三角函数值，避免内层循环重复调用开销较高的三角函数接口，相比原代码性能可以提升30%以上。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者zhuruihu1998