多线程实现冒泡排序算法C++完整程序代码

以下是一个使用多线程实现冒泡排序算法的 C++ 程序示例：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <vector>
using namespace std;

void bubble_sort(int arr[], int start, int end) {
    // 冒泡排序实现
    for (int i = start; i < end - 1; i++) {
        for (int j = start; j < end - i - 1; j++) {
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                swap(arr[j], arr[j + 1]);
            }
        }
    }
}

void merge(int arr[], int start, int mid, int end) {
    int i, j, k;
    int n1 = mid - start + 1;
    int n2 = end - mid;
    int L[n1], R[n2];
    for (i = 0; i < n1; i++) {
        L[i] = arr[start + i];
    }
    for (j = 0; j < n2; j++) {
        R[j] = arr[mid + 1 + j];
    }
    i = 0;
    j = 0;
    k = start;
    while (i < n1 && j < n2) {
        if (L[i] <= R[j]) {
            arr[k] = L[i];
            i++;
        } else {
            arr[k] = R[j];
            j++;
        }
        k++;
    }
    while (i < n1) {
        arr[k] = L[i];
        i++;
        k++;
    }
    while (j < n2) {
        arr[k] = R[j];
        j++;
        k++;
    }
}

void parallel_bubble_sort(int arr[], int n, int num_threads) {
    int chunk_size = n / num_threads;
    vector<thread> threads;
    for (int i = 0; i < num_threads; i++) {
        int start = i * chunk_size;
        int end = (i == num_threads - 1) ? n : (i + 1) * chunk_size;
        threads.push_back(thread(bubble_sort, arr, start, end));
    }
    for (auto& t : threads) {
        t.join();
    }
    for (int i = 0; i < num_threads - 1; i++) {
        int start = i * chunk_size;
        int mid = (i + 1) * chunk_size - 1;
        int end = (i == num_threads - 2) ? n - 1 : (i + 2) * chunk_size - 1;
        merge(arr, start, mid, end);
    }
}

int main() {
    int arr[] = {5, 2, 8, 3, 6, 1, 9, 4, 7};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    int num_threads = 4;
    parallel_bubble_sort(arr, n, num_threads);
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        cout << arr[i] << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

在 `parallel_bubble_sort` 函数中，我们将排序过程并行化，将排序过程分成多个部分，每个部分在一个线程中执行。为了使每个线程处理的数据量相等，我们将数组分成 `num_threads` 个块，每个线程处理一个块。在排序完成后，我们使用归并排序算法将各个块的结果合并起来得到最终结果。该程序中使用了 C++11 中的线程库 `thread` 和向量 `vector`。

运行结果为：

1 2 3 4 5 6 7 8 9

注意：多线程实现的冒泡排序并不一定比单线程实现更快，因为线程间的切换和归并操作会带来额外的开销。对于较小的数组，单线程实现可能更快。