请帮我用c语言实现以下功能：随机生成一个包含4000个整数的数组，将其按升序排列。在MPI并行环境中使用归并排序算法实现排序，每个进程负责排序一个子数组，然后将所有子数组合并为一个排序数组并输出。

好的，以下是基于MPI的归并排序算法实现：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <mpi.h>
#define SIZE 4000

void merge(int array[], int low, int mid, int high)
{
    int i, j, k;
    int n1 = mid - low + 1;
    int n2 = high - mid;
    int left[n1], right[n2];
    for (i = 0; i < n1; i++)
        left[i] = array[low + i];
    for (j = 0; j < n2; j++)
        right[j] = array[mid + 1 + j];
    i = 0;
    j = 0;
    k = low;
    while (i < n1 && j < n2) {
        if (left[i] <= right[j]) {
            array[k] = left[i];
            i++;
        }
        else {
            array[k] = right[j];
            j++;
        }
        k++;
    }
    while (i < n1) {
        array[k] = left[i];
        i++;
        k++;
    }
    while (j < n2) {
        array[k] = right[j];
        j++;
        k++;
    }
}

void mergeSort(int array[], int low, int high)
{
    if (low < high) {
        int mid = low + (high - low) / 2;
        mergeSort(array, low, mid);
        mergeSort(array, mid + 1, high);
        merge(array, low, mid, high);
    }
}

int main(int argc, char **argv)
{
    int arr[SIZE], subarr[SIZE / 4], sorted[SIZE];
    int i, j, k;
    int rank, nprocs, n, subn;
    MPI_Init(&argc, &argv);
    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &nprocs);
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
    if (rank == 0) {
        for (i = 0; i < SIZE; i++)
            arr[i] = rand() % 1000;
    }
    n = SIZE / nprocs;
    MPI_Bcast(arr, SIZE, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD);
    MPI_Scatter(arr, n, MPI_INT, subarr, n, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD);
    mergeSort(subarr, 0, n - 1);
    MPI_Gather(subarr, n, MPI_INT, sorted, n, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD);
    if (rank == 0) {
        int *tmp = (int*)malloc(SIZE * sizeof(int));
        for (i = 0; i < nprocs; i++) {
            for (j = 0; j < n; j++) {
                tmp[i * n + j] = sorted[i + j * nprocs];
            }
        }
        mergeSort(tmp, 0, SIZE - 1);
        printf("Sorted array: ");
        for (i = 0; i < SIZE; i++)
            printf("%d ", tmp[i]);
        printf("\n");
        free(tmp);
    }
    MPI_Finalize();
    return 0;
}

代码解释如下：

1. `merge()` 函数用于合并两个有序数组
2. `mergeSort()` 函数用于排序整个数组，采用分治法，将数组分为两半进行递归排序，然后合并两个有序子数组
3. `main()` 函数中首先生成一个包含4000个元素的数组，然后使用 MPI_Bcast() 将数组广播给所有进程；使用 MPI_Scatter() 将数组划分为若干子数组，每个进程处理一个子数组并进行排序；使用 MPI_Gather() 将所有子数组合并为一个完整的排序数组，并将其发送给进程0；最后在进程0中对所有排序后的子数组进行归并排序，并输出排序结果。

注意：由于每个进程处理的子数组大小为4000/进程数，因此进程数必须是4的倍数。如果进程数不是4的倍数，则需要对原始数组进行填充。