#include <stdio.h> #include <pthread.h> #include <stdlib.h> #include <string.h>/* 聲明變量 */ int array_length, file_length; int *array_master; FILE *freader;/* 用于從文件讀取數據 */ int *read_file(char *fname) {freader = fopen(fname, "rt"); /* 只讀方式打開文件 */int bufsize = file_length; /* 數組規模 */char line[80];int integer;int index = 0;int *input = (int *)malloc(bufsize*sizeof(int)); /* 動態分配內存空間 */while (fgets(line, 80, freader) != NULL){sscanf(line, "%d", &integer); /*從字符串 line 中獲得整數（完成字符串到整數的轉換）*/input[index] = integer;++index;++array_length;}fclose(freader); /* 關閉文件 */return input; }/* 求文件的行數（也就是數據量）*/ int read_length(char *fname) {freader = fopen(fname, "rt"); /* 以只讀方式打開文件 */char line[80];int file_length = 0;/* fgets 從數據文件中讀數據，每讀一行的字符串（最長為80個字符），讀到文件末尾 EOF，返回NULL */while (fgets(line, 80, freader) != NULL)file_length += 1;return file_length; }/* 歸并函數 */ void merge(int arr[], int left, int middle, int right) {int i, j, k;int half1 = middle - left + 1; /* 數組前一半的數據量 */int half2 = right - middle; /* 數組后一半的數據量 */int first[half1], second[half2]; /* 聲明兩個臨時數組，保存前半部分數據和后半部分數據 *//* 從 arr 數組復制 left 到 right 之間前半部分的數據 */for (i = 0; i < half1; i++) first[i] = arr[left + i]; /* 從 arr 數組復制 left 到 right 之間后半部分的數據 */for (j = 0; j < half2; j++) second[j] = arr[middle + 1 + j];i = 0;j = 0;k = left;/* 比較兩個臨時數組的數，找出當前最小的數，然后按序存入 arr */while (i < half1 && j < half2) {if (first[i] <= second[j]) {arr[k] = first[i];++i; }else {arr[k] = second[j];j++;}k++; /* arr 數組的索引 */}/* 將臨時數組中剩余的數存入 arr 數組 */while (i < half1) {arr[k] = first[i];i++;k++;}while (j < half2){arr[k] = second[j];j++;k++;} }/* 歸并排序函數 */ void* merge_sort(void* arg) {/* 變量聲明 */int *arr = array_master; /* 指向全局變量 array_master 數組 */int *argu = (int*)arg;int l = argu[0]; /* 由線程傳入的參數，獲得要排序數據的最小索引值 */int r = argu[1]; /* 由線程傳入的參數，獲得要排序數據的最大索引值 *//* 若 l==r 則不必排序 */if (l < r) { /* 聲明兩個線程買描述符 */pthread_t tid1;pthread_t tid2;/* 聲明調用線程處理函數的參數 */int arg1[2];int arg2[2];int middle;middle = (l + (r - 1)) / 2;arg1[0] = l;arg1[1] = middle;arg2[0] = middle + 1;arg2[1] = r;/* 由于用二分法對數組分成兩部分分別排序，所以存在并行的可能，這里采用多線程 */pthread_create(&tid1, NULL, merge_sort, arg1);pthread_create(&tid2, NULL, merge_sort, arg2);/* 這里必須等待兩部分數組都已排序完畢，才能進行歸并，所以這里調用 pthread_join 使得線程同步 */pthread_join(tid1, NULL);pthread_join(tid2, NULL);/* 此時歸并兩個已排序子序列 */merge(arr, l, middle, r);pthread_exit(0);}return NULL; }/* 主函數 */ int main(int argc, char *argv[]) {char *fname = argv[1]; /* 從命令行中讀取數據文件 *//* 獲取數據的長度 */file_length = read_length(fname);/* 從數據文件中讀取數據 */array_master = read_file(fname);int arg[2];arg[0] = 0;arg[1] = file_length - 1;/* 創建線程執行歸并排序 */pthread_t tid;pthread_create(&tid, NULL, merge_sort, arg);/* 進程同步 */pthread_join(tid, NULL);/* 打印已排序數組 */int j;for (j = 0; j < array_length; j++) {if (j == array_length - 1) printf("%d\n", array_master[j]); /* 打印已排序數組的最后一個元素 */else printf("%d, ", array_master[j]); /* 打印已排序數組的非最后一個元素 */}return 0; }
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