在 Windows 中使用线程对 100 万个整数进行排序

Question

我有一个任务是用 C 编程语言（在 Windows 平台上）使用 8 线程对 100 万个随机整数进行排序。

1. 我必须创建一个包含 100 万个随机整数的二进制文件。 （完成）
2. 我必须将这些整数缓冲到一个数组中。 （完成）
3. 我必须创建 8 个线程。 （完成）每个线程取 1/8 的数组并对其进行排序（算法可以是合并或快速排序）。
4. 然后合并所有子数组，构造一个完全排序好的数组。

Here's a detailed description for threads.

我正在 Visual Studio 2017 上编写代码，这是我的进度：

// 1MRandomNumber.cpp : Defines the entry point for the console application.
//    
#include "stdafx.h"
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "windows.h"
#include "time.h"
#include <tchar.h>
#include <strsafe.h>

#define MAX_THREADS 8

static int numbers[1000000];

DWORD WINAPI QuickSort(LPVOID lpParam);

//Creating a File with 1000000 random integers;
void create1MBinaryFile(){
    int i, x;
    FILE *fp = fopen("1MRandomNumbers.dat","wb");
    srand(time(NULL));
    for (i = 0; i<1000000; i++) {
        x = (rand() * rand()) % 1000001;
        fprintf(fp,"%d \n", x);
    }
    fclose(fp);
    printf("File is created\n");
}

//Buffers integers to "numbers" Array;
void loadFiletoArray() {
    int i = 0;
    char buf[128];
    FILE *fp = fopen("1MRandomNumbers.dat", "rb");
    if (fp == NULL) {
        fprintf(stderr, "Error in opening file");
        exit(1);
    }

    for (int i = 0; i < 1000000 - 1; i++) {
        fgets(buf, sizeof(buf), fp);
        sscanf_s(buf, "%d", &numbers[i]);
    }
    fclose(fp);
    printf("Numbers loaded to an array\n");
}

//Creates 8 Threads
void threadCreate() {
    DWORD   dwThreadIdArray[MAX_THREADS];
    HANDLE  hThreadArray[MAX_THREADS];

    for (int i = 0; i<MAX_THREADS -1; i++)
    {
        hThreadArray[i] = CreateThread(
            NULL,          
            0,                    
            QuickSort,      
            NULL,         
            0,                     
            &dwThreadIdArray[i]);   
        printf("Thread %d created \n", dwThreadIdArray[i]);
    } 

    WaitForMultipleObjects(MAX_THREADS, hThreadArray, TRUE, INFINITE);

    for (int i = 0; i<MAX_THREADS; i++)
    {
        CloseHandle(hThreadArray[i]);
    }
}

int main(int argv, char *argc[])
{
    create1MBinaryFile();
    loadFiletoArray();
    threadCreate();

    return 0;
}

DWORD WINAPI QuickSort(LPVOID lpParam) {

    return 0;
}

那么如何在 Windows 平台上创建多线程。在我们的讲座中，我们已经学会了在 POSIX 库中做到这一点，但我想了解如何使用 Windows 线程来实现它。

编辑：我创建了8 线程。这是一种真正的方法还是我应该改变它？另外，如何为每个线程拆分数组并对其进行快速排序？

Answer 1

代码看起来没问题，只是它创建了 7 个线程 (MAX_THREADS-1) 然后等待 8 个线程。此外，代码应该使用 lpParameter 作为指向结构的指针，该结构指定要由线程排序的数组的 1/8，它可以是一对指针（开始和结束指针）或索引。代码应该在启动线程之前将整个文件读入数组。

要将数组拆分为 8 个部分，则每个 1/8 的大小 = array_size / 8，最后 1/8 比其他的大（最多大 7 个）。如果你想要更均匀的分割，让remainder = array_size % 8。然后第一个 remainder 线程的大小为 (array_size / 8) + 1，其余线程的大小为 (array_size / 8)。

可选 - 您可以使用线程进行合并。将线程编号为 0 到 7，然后线程 6 可以等待线程 7 退出，然后合并部分 6 和 7。线程 4 可以等待线程 5，合并部分 4 和 5，然后等待线程 6，然后合并合并的 4 ,5 和 6,7 等等。我不确定这会比单线程 8 路合并快得多。