用c语言实现随机生成一个包含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。要求：将数组A分成p个相等的子数组，其中p为MPI进程数量。 每个MPI进程读取自己负责的子数组A_i。 每个进程对自己的子数组A_i进行排序。 对于每个进程i，将其负责的子数组发送给进程i+1。 进程0从进程p-1接收其负责的子数组，并将所有子数组归并为一个排序数组。 所有MPI进程等待，直到所有进程都完成排序和子数组发送。 将排序后的数组写回主进程，并输出排序后的结果A到文本文件中。 使用MPI的计时语句对程序的运行时间进行计时，并输出程序运行所用时间。

这是一个比较复杂的问题，需要涉及到MPI的并行编程和归并排序算法的实现。下面是大致的思路和代码片段供参考：

1. 首先，我们需要生成一个包含4000个随机整数的数组。可以使用C语言的rand()函数生成随机数，然后将随机数存入数组中。

int A[4000];
for (int i = 0; i < 4000; i++) {
    A[i] = rand();
}

2. 接下来，我们需要将数组A分成p个相等的子数组，其中p为MPI进程数量。可以使用MPI的通信函数MPI_Scatter()将数组A分发给各个进程，并计算每个进程负责的子数组的起始位置和结束位置。

int rank, size;
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);
MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);

int local_size = 4000 / size;
int local_start = rank * local_size;
int local_end = local_start + local_size - 1;

int local_A[local_size];
MPI_Scatter(A, local_size, MPI_INT, local_A, local_size, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD);

3. 接下来，每个进程对自己的子数组进行排序。可以使用C语言的qsort()函数对子数组进行排序。

qsort(local_A, local_size, sizeof(int), compare);

4. 接下来，我们需要将每个进程负责的子数组发送给进程i+1。可以使用MPI的通信函数MPI_Send()和MPI_Recv()实现。

if (rank % 2 == 0) {
    if (rank < size - 1) {
        MPI_Send(local_A, local_size, MPI_INT, rank + 1, 0, MPI_COMM_WORLD);
    }
    if (rank > 0) {
        MPI_Recv(prev_A, local_size, MPI_INT, rank - 1, 0, MPI_COMM_WORLD, MPI_STATUS_IGNORE);
    }
} else {
    MPI_Recv(prev_A, local_size, MPI_INT, rank - 1, 0, MPI_COMM_WORLD, MPI_STATUS_IGNORE);
    if (rank < size - 1) {
        MPI_Send(local_A, local_size, MPI_INT, rank + 1, 0, MPI_COMM_WORLD);
    }
}

5. 接下来，每个进程需要将自己的子数组和接收到的子数组合并成一个更大的有序数组。可以使用归并排序算法实现。具体实现可以参考下面的代码片段：

int* merge(int* A, int* B, int sizeA, int sizeB) {
    int* C = (int*)malloc((sizeA + sizeB) * sizeof(int));
    int i = 0, j = 0, k = 0;
    while (i < sizeA && j < sizeB) {
        if (A[i] < B[j]) {
            C[k++] = A[i++];
        } else {
            C[k++] = B[j++];
        }
    }
    while (i < sizeA) {
        C[k++] = A[i++];
    }
    while (j < sizeB) {
        C[k++] = B[j++];
    }
    return C;
}

int* merge_sort(int* A, int size) {
    if (size == 1) {
        int* B = (int*)malloc(sizeof(int));
        B[0] = A[0];
        return B;
    }
    int mid = size / 2;
    int* left = merge_sort(A, mid);
    int* right = merge_sort(A + mid, size - mid);
    int* C = merge(left, right, mid, size - mid);
    free(left);
    free(right);
    return C;
}

int* sorted_A = merge_sort(local_A, local_size);

6. 最后，我们需要将所有进程负责的子数组合并成一个排序数组，并输出到文本文件中。可以使用MPI的通信函数MPI_Gather()将每个进程的排序数组收集到进程0中，然后在进程0中将所有排序数组合并成一个更大的有序数组，并输出到文本文件中。

int* recv_counts = (int*)malloc(size * sizeof(int));
int* displs = (int*)malloc(size * sizeof(int));
for (int i = 0; i < size; i++) {
    recv_counts[i] = local_size;
    displs[i] = i * local_size;
}
int* A_sorted = NULL;
if (rank == 0) {
    A_sorted = (int*)malloc(4000 * sizeof(int));
}
MPI_Gatherv(sorted_A, local_size, MPI_INT, A_sorted, recv_counts, displs, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD);
if (rank == 0) {
    int* B_sorted = merge_sort(A_sorted, 4000);
    FILE* fp = fopen("sorted_array.txt", "w");
    for (int i = 0; i < 4000; i++) {
        fprintf(fp, "%d\n", B_sorted[i]);
    }
    fclose(fp);
    free(B_sorted);
}

7. 最后，我们可以使用MPI的计时函数MPI_Wtime()获取程序运行时间，并输出到控制台。

double start_time = MPI_Wtime();
// 代码片段
double end_time = MPI_Wtime();
if (rank == 0) {
    printf("Program running time: %f seconds\n", end_time - start_time);
}