mpi4py - 使用矩阵列的类型

Question

使用 mpi4py，我创建了一个代码，它定义了一个新的数据类型来保存矩阵的列并将其发送到其他 MPI 进程：

column = MPI.INT.Create_vector(4, 1, 4)
column.Commit()
if rank == 0:
        matrix = np.array([[1, 2, 3, 4],
                           [5, 6, 7, 8],
                           [9, 10, 11, 12],
                           [13, 14, 15, 16]], dtype=np.intc)
        comm.Send([matrix, 1, column], 1)
else:
        matrix = np.array([[-1, -1, -1, -1],
                           [-2, -2, -2, -2],
                           [-3, -3, -3, -3],
                           [-4, -4, -4, -4]], dtype=np.intc)
        comm.Recv([matrix, 1, column], source=0)
        print(matrix)

只要只关注矩阵的第一列，这就是有效的。 程序打印：

[[ 1 -1 -1 -1]
 [ 5 -2 -2 -2]
 [ 9 -3 -3 -3]
 [13 -4 -4 -4]]

我如何 go 关于将第二列矩阵从进程 0 发送到进程 1？ 当我尝试使用comm.Send([matrix[0,1], 1, column], 1)发送它时，接收进程会将值[2, -136678432, 0, 0]插入其矩阵中。 因此，我相信我以错误的方式访问了 ndarray 的 memory。

如果我将此代码转换为 C 并使用MPI_Send (&matrix[0][1], 1, column, 1, 123, MPI_COMM_WORLD)一切正常，第二列转移到进程 1。如何使代码在 Python 中工作/mpi4py? 另请注意，我希望该解决方案仍使用第一行中声明的向量 MPI 类型（ column = MPI.INT.Create_vector(4, 1, 4) ）。

Answer 1

Numpy 基于 Blas 库，该库最初是用 Fortran 编写的，因此使用列存储。 这意味着您的列类型实际上提取了一行。 让您感到困惑的是，在您的输入中，您的矩阵看起来是一种方式，但如果您打印它，您会发现您的“行”实际上是列。 您认为将构成一行的任何四个连续元素实际上是一列。

现在，如果您运行这些数字，您会看到您的第二行实际上提取了数组之外的非法位置。

Answer 2

我的解决方案是更改示例代码中的Send部分，如下所示： comm.Send([np.frombuffer(matrix.data, np.intc, offset=4), 1, column], 1)

经过实验，我发现Send在以matrix[0,1]形式给出时从 memory 缓冲区读取时存在问题。 我们必须明确告诉它从矩阵（ matrix.data部分）保存的 memory 中读取，并在 memory 中给出偏移量。 由于 numpy 默认以 C 的顺序存储数据，我们必须向前移动 4 个字节。