Fibonacci program c pthread

介绍

Fibonacci数列是一个经典的数学问题，它是指：1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, ......，其中每个数字都是前两个数字的和。在编程中，我们可以用递归或循环的方式实现Fibonacci数列。本文将介绍如何使用C编程语言和pthread库实现Fibonacci数列。

程序分析

我们将通过一个简单的例子来演示如何使用C编程语言和pthread库实现Fibonacci数列。在这个例子中，我们将使用pthread库创建多个线程来计算斐波那契数列的前N项。

程序实现

首先定义一个结构体，用于传递线程的参数。该结构体包含两个成员变量，一个是n，表示将要计算的斐波那契数列的项数，另一个是result，表示计算结果的数组。

struct thread_data
{
    int n;
    int* result;
};

接着定义一个计算斐波那契数列的函数：

void* fibonacci(void* arg)
{
    struct thread_data* data = (struct thread_data*)arg;
    int n = data->n;
    int* result = data->result;

    result[0] = 1;
    result[1] = 1;
    for (int i = 2; i < n; ++i)
    {
        result[i] = result[i-1] + result[i-2];
    }

    pthread_exit(NULL);
}

该函数将计算斐波那契数列的前N项，并将结果存储在result数组中。

最后，我们只需要在主函数中创建多个线程来计算斐波那契数列即可：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

#define MAX_THREADS 10

int main(int argc, char* argv[])
{
    if (argc < 2)
    {
        printf("Usage: %s n\n", argv[0]);
        return -1;
    }

    int n = atoi(argv[1]);
    if (n <= 0 || n > MAX_THREADS)
    {
        printf("Invalid input: n should be between 1 and %d\n", MAX_THREADS);
        return -1;
    }

    pthread_t threads[MAX_THREADS];
    struct thread_data thread_data_array[MAX_THREADS];

    int* result[MAX_THREADS];
    for (int i = 0; i < n; ++i)
    {
        result[i] = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
    }

    for (int i = 0; i < n; ++i)
    {
        thread_data_array[i].n = n;
        thread_data_array[i].result = result[i];
        pthread_create(&threads[i], NULL, fibonacci, (void*)&thread_data_array[i]);
    }

    for (int i = 0; i < n; ++i)
    {
        pthread_join(threads[i], NULL);
    }

    for (int i = 0; i < n; ++i)
    {
        printf("Fibonacci series of thread %d:\n", i+1);
        for (int j = 0; j < n; ++j)
        {
            printf("%d ", result[i][j]);
        }
        printf("\n");
        free(result[i]);
    }

    return 0;
}

在主函数中，我们首先检查用户输入的参数是否符合要求。然后，创建线程，并将线程的参数结构体传递给pthread_create函数。接着，我们使用pthread_join函数等待所有线程计算完毕，并打印出结果。最后，我们将动态分配的内存释放。

程序结果

下面是一个n值为3的例子的输出结果：

Fibonacci series of thread 1:
1 1 2
Fibonacci series of thread 2:
1 1 2
Fibonacci series of thread 3:
1 1 2

这表明，所有线程计算出的前3项斐波那契数列是相同的。

总结

本文介绍了如何使用C编程语言和pthread库实现Fibonacci数列。通过使用多线程技术，我们可以加速计算斐波那契数列的过程。然而，需要注意的是，不一定每次加入线程都能提高程序的执行速度，正确的线程调度策略非常重要。