MPIでの動的配列クラス(std::vector)の送信(MPI_Bcast)

※この記事では，Ubuntu14.04サーバにインストールしたmpic++コンパイラで実行しています．

C++でのMPIの送信において，動的配列クラスvectorをやりとりする方法についてメモ．
Bcastでの送信にあたっては，プロセス間で送信(受信)する配列のサイズが一致している必要があるため，若干注意が必要です．

なお，MPIの基本関数については，このあたりで学びました．
MPIリファレンス：http://www.cv.titech.ac.jp/~hiro-lab/study/mpi_reference/index.html

まず，冒頭の共通部分はこちら．

# include <mpi.h>
# include <vector>
using namespace std;
int main(int argc, char** argv){
    MPI_Init(&argc, &argv);　//MPI開始
    int rank, procs;
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &procs);
    const int SIZE = 10;　　//配列確保に使用

(1) まず，下記のような静的配列であれば特に問題は生じません．

1.

    int dat[SIZE]; // 静的配列の確保
    if(rank==0){　　// プロセス0でデータを格納
        for(int i = 0; i < SIZE; i++){
            dat[i] = i;
        }
    }
    MPI_Bcast(&dat[0], SIZE, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD);　//プロセス0から他のプロセスへ送信

&dat[0]はdat.data()でも代用可能ですが，環境によってはうまく動かないので，&dat[0]で記述します．

(2) 次に，動的配列でそのまま入れ替えると，下記のようになりますが，うまくいきません．

2.

    std::vector<int> dat; // 動的配列の宣言
    if(rank==0){
        for(int i = 0; i < SIZE; i++){
            dat.push_back(i);
        }
    }
    MPI_Bcast(&dat[0], SIZE, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD);

全プロセスでdatを宣言していますが，プロセス0でのpush_back後は，プロセス0と他のプロセスの配列datの長さは変わっているので，実行できません．” Signal: Segmentation fault (11)”などのエラーがでます．

(3) 元から，動的配列の長さを指定してしまえば，計算可能です．

3.

    std::vector<int> dat(SIZE);　// 長さを指定した動的配列の宣言
    if(rank==0){
        for(int i = 0; i < SIZE; i++){
            dat[i] = i;
        }
    }
    MPI_Bcast(&dat[0], dat.size(), MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD);

こちらは実行できますが，push_backは使えません(せっかくのvectorが，，最終行で，SIZEではなく，dat.size()で代替はしていますが，，)

(4) push_backを終えたあとに，配列の長さを全てのプロセスで揃えればよいので，

4-1.

    std::vector<int> dat;
    if(rank==0){
        for(int i = 0; i < SIZE; i++){
            dat.push_back(i);
        }
    }
    dat.resize(SIZE);　// 各プロセスで配列の長さを指定
    MPI_Bcast(&dat[0], dat.size(), MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD);

4-2.

    std::vector<int> dat;
    if(rank==0){
        for(int i = 0; i < SIZE; i++){
            dat.push_back(i);
        }
    }
    int size0 = dat.size();　// 配列の長さを取得
    MPI_Bcast(&size0, 1, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD);　// プロセス0から他プロセスへ長さを送信
    dat.resize(size0);　// 各プロセスで配列の長さを指定
    MPI_Bcast(&dat[0], dat.size(), MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD);

4-1は結局int SIZEを利用しているので，たいして3と変わらないか．．
4-2が応用しやすいとは思います．通信回数は2回に増えてしまいますが．

以上，まだまだ勉強中の身ですが，躓いた部分の試行錯誤の結果を整理しました．