#include <stdio.h>

#include <pthread.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

/* 声明变量 */

int array_length, file_length;

int *array_master;

FILE *freader;

/* 用于从文件读取数据 */

int *read_file(char *fname)

{

    freader = fopen(fname, "rt"); /* 只读方式打开文件 */

    int bufsize = file_length; /* 数组规模 */

    char line[];

    int integer;

    int index = ;

    int *input = (int *)malloc(bufsize*sizeof(int)); /* 动态分配内存空间 */

    while (fgets(line, , freader) != NULL)

    {

        sscanf(line, "%d", &integer); /*从字符串 line 中获得整数（完成字符串到整数的转换）*/

        input[index] = integer;

        ++index;

        ++array_length;

    }

    fclose(freader); /* 关闭文件 */

    return input;

}

/* 求文件的行数（也就是数据量）*/

int read_length(char *fname)

{

    freader = fopen(fname, "rt"); /* 以只读方式打开文件 */

    char line[];

    int file_length = ;

    /* fgets 从数据文件中读数据，每读一行的字符串

    （最长为80个字符），读到文件末尾 EOF，返回NULL */

    while (fgets(line, , freader) != NULL)

        file_length += ;

    return file_length;

}

/* 归并函数 */

void merge(int arr[], int left, int middle, int right)

{

    int i, j, k;

    int half1 = middle - left + ; /* 数组前一半的数据量 */

    int half2 = right - middle;  /* 数组后一半的数据量 */

    int first[half1], second[half2]; /* 声明两个临时数组，

                                     保存前半部分数据和后半部分数据 */

    /* 从 arr 数组复制 left 到 right 之间前半部分的数据 */

    for (i = ; i < half1; i++)

        first[i] = arr[left + i]; 

    /* 从 arr 数组复制 left 到 right 之间后半部分的数据 */

    for (j = ; j < half2; j++)

        second[j] = arr[middle +  + j];

    i = ;

    j = ;

    k = left;

    /* 比较两个临时数组的数，找出当前最小的数，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 数组的索引 */

    }

    /* 将临时数组中剩余的数存入 arr 数组 */

    while (i < half1)

    {

        arr[k] = first[i];

        i++;

        k++;

    }

    while (j < half2)

    {

        arr[k] = second[j];

        j++;

        k++;

    }

}

/* 归并排序函数 */

void* merge_sort(void* arg)

{

    /* 变量声明 */

    int *arr = array_master; /* 指向全局变量 array_master 数组 */

    int *argu = (int*)arg;

    int l = argu[]; /* 由线程传入的参数，获得要排序数据的最小索引值 */

    int r = argu[]; /* 由线程传入的参数，获得要排序数据的最大索引值 */

    /* 若 l==r 则不必排序 */

    if (l < r)

    {

        /* 声明两个线程买描述符 */

        pthread_t tid1;

        pthread_t tid2;

        /* 声明调用线程处理函数的参数 */

        int arg1[];

        int arg2[];

        int middle;

        middle = (l + (r - )) / ;

        arg1[] = l;

        arg1[] = middle;

        arg2[] = middle + ;

        arg2[] = r;

        /* 由于用二分法对数组分成两部分分别排序，

        所以存在并行的可能，这里采用多线程 */

        pthread_create(&tid1, NULL, merge_sort, arg1);

        pthread_create(&tid2, NULL, merge_sort, arg2);

        /* 这里必须等待两部分数组都已排序完毕，才能进行归并，

        所以这里调用 pthread_join 使得线程同步 */

        pthread_join(tid1, NULL);

        pthread_join(tid2, NULL);

        /* 此时归并两个已排序子序列 */

        merge(arr, l, middle, r);

        pthread_exit();

    }

    return NULL;

}

/* 主函数 */

int main(int argc, char *argv[])

{

    char *fname = argv[];  /* 从命令行中读取数据文件 */

    /* 获取数据的长度 */

    file_length = read_length(fname);

    /* 从数据文件中读取数据 */

    array_master = read_file(fname);

    int arg[];

    arg[] = ;

    arg[] = file_length - ;

    /* 创建线程执行归并排序 */

    pthread_t tid;

    pthread_create(&tid, NULL, merge_sort, arg);

    /* 进程同步 */

    pthread_join(tid, NULL);

    /* 打印已排序数组 */

    int j;

    for (j = ; j < array_length; j++)

    {

        if (j == array_length - )

            printf("%d\n", array_master[j]); /* 打印已排序数组的最后一个元素 */

        else

            printf("%d, ", array_master[j]); /* 打印已排序数组的非最后一个元素 */

    }

    return ;

}