使用pthreads进行奇数偶数换位排序砖块排序

简介

本篇文章介绍如何使用pthreads库，在多线程环境下进行奇偶换位排序（odd-even sort）。

奇偶换位排序是一种经典的排序算法，主要用于并行计算，在多个处理器上能够高效地实现排序。

pthreads是一种POSIX线程库，它提供了在多个线程之间进行操作的方法。

程序分析

接下来我们将分析这个程序。

首先，我们来看一下奇偶换位排序的基本思想。

假设我们要对一组数进行排序，首先对所有的偶数位置进行比较，将较小的数交换到前面。然后对所有的奇数位置进行比较，再将较小的数交换到前面。如此反复进行，直到所有的数按照从小到大的顺序排列完成。

下面是奇偶换位排序的伪代码：

For i = 0 to n - 1
  if i is even
    For j = 0 to n / 2 - 1
      if a[2 * j] > a[2 * j + 1]
        swap(a[2 * j], a[2 * j + 1])
  else
    For j = 0 to n / 2 - 1
      if a[2 * j + 1] > a[2 * j + 2]
        swap(a[2 * j + 1], a[2 * j + 2])

接下来，我们来看一下如何使用pthreads库实现奇偶换位排序。

首先，我们需要对数组进行分组，将奇数位置和偶数位置分别放到不同的数组中。然后对这两个数组分别进行排序。

我们可以使用pthread_create创建两个线程，分别对这两个数组进行排序。在每个线程内部使用奇偶换位排序算法，将数组排序完成。

最后，我们将两个数组合并起来，就得到了排序后的数组。

下面是奇偶换位排序的C代码和pthreads实现：

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

#define SIZE 100

int array[SIZE];
int n;

pthread_t thread1, thread2;

void* sort_even(void* arg)
{
    int i, j;

    for (i = 0; i < n/2; i++) {
        for (j = 0; j < n/2 - 1; j++) {
            if (array[2*j] > array[2*j+1]) {
                int temp = array[2*j];
                array[2*j] = array[2*j+1];
                array[2*j+1] = temp;
            }
        }
    }

    pthread_exit(NULL);
}

void* sort_odd(void* arg)
{
    int i, j;

    for (i = 0; i < n/2; i++) {
        for (j = 0; j < n/2 - 1; j++) {
            if (array[2*j+1] > array[2*j+2]) {
                int temp = array[2*j+1];
                array[2*j+1] = array[2*j+2];
                array[2*j+2] = temp;
            }
        }
    }

    pthread_exit(NULL);
}

int main()
{
    int i;

    printf("please input n:\n");
    scanf("%d", &n);

    printf("please input %d integers:\n", n);
    for (i = 0; i < n; i++) {
        scanf("%d", &array[i]);
    }

    pthread_create(&thread1, NULL, sort_even, NULL);
    pthread_create(&thread2, NULL, sort_odd, NULL);

    pthread_join(thread1, NULL);
    pthread_join(thread2, NULL);

    /* merge the two arrays together */
    for (i = 0; i < n/2; i++) {
        if (array[2*i] > array[2*i+1]) {
            int temp = array[2*i];
            array[2*i] = array[2*i+1];
            array[2*i+1] = temp;
        }
    }

    printf("result:\n");
    for (i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", array[i]);
    }

    printf("\n");

    return 0;
}

接下来，我们来解释一下这个程序。

首先，我们定义了两个线程thread1和thread2，分别用于排序偶数位置和奇数位置的数组。

sort_even和sort_odd函数分别用于排序偶数位置和奇数位置的数组。这两个函数内部都是使用奇偶换位排序算法进行排序。

在main函数中，我们首先读入了数组的大小和数组的内容。然后使用pthread_create函数创建了两个线程，分别对偶数位置和奇数位置的数组进行排序。最后，我们使用pthread_join函数等待两个线程完成。

在两个线程运行结束后，我们还需要将这两个数组合并起来。这里我们使用一个for循环遍历整个数组，对相邻的两个数进行比较，如果不符合要求，则进行交换。

结论

本篇文章介绍了如何使用pthreads库进行奇偶换位排序。

奇偶换位排序是一种经典的排序算法，在多个处理器上能够高效地实现排序。

pthreads库提供了在线程之间进行操作的方法，我们可以使用pthread_create函数创建多个线程，对不同的数组进行排序。这样可以提高程序的效率，缩短了排序的时间。