设一个int型的一维数组，数组长度是1,000,000，计算数组全部元素的和。 要求： 1)编制一个串行程序，仅有一个线程完成上述计算。 2）编制一个多线程程序，除main线程外，派生两个子线程完成上述计算，main线程负责数据输入和输出计算结果，两个子线程发执行共同计算。 分别获得以上两个程序的计算时间，注意两种情况计算结果应该相同，对比分析。 提示：clock()是C/C++中的计时函数（头文件time.h），与其相关的数据类型是clock_t，通过clock()可以获得当前的系统时间。 注意：将数组作为共享变量，两个线程并发访问，通过线程的同步方法进行控制。

1) 串行程序计算数组全部元素的和：

#include <stdio.h>
#include <time.h>

#define ARRAY_SIZE 1000000

int main() {
    int array[ARRAY_SIZE];
    int i, sum = 0;
    clock_t start, end;
    
    // 初始化数组
    for (i = 0; i < ARRAY_SIZE; i++) {
        array[i] = i;
    }
    
    start = clock();
    // 计算数组元素的和
    for (i = 0; i < ARRAY_SIZE; i++) {
        sum += array[i];
    }
    end = clock();
    
    printf("串行程序计算结果：%d\n", sum);
    printf("串行程序计算时间：%f秒\n", (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC);
    
    return 0;
}

2) 多线程程序计算数组全部元素的和：

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <time.h>

#define ARRAY_SIZE 1000000

int array[ARRAY_SIZE];
int sum1 = 0, sum2 = 0;
pthread_mutex_t mutex;

void* thread1(void* arg) {
    int i;
    for (i = 0; i < ARRAY_SIZE / 2; i++) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        sum1 += array[i];
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }
    pthread_exit(NULL);
}

void* thread2(void* arg) {
    int i;
    for (i = ARRAY_SIZE / 2; i < ARRAY_SIZE; i++) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        sum2 += array[i];
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }
    pthread_exit(NULL);
}

int main() {
    int i, sum = 0;
    pthread_t tid1, tid2;
    clock_t start, end;
    
    // 初始化数组
    for (i = 0; i < ARRAY_SIZE; i++) {
        array[i] = i;
    }
    
    // 初始化互斥锁
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
    
    start = clock();
    // 创建两个子线程计算数组元素的和
    pthread_create(&tid1, NULL, thread1, NULL);
    pthread_create(&tid2, NULL, thread2, NULL);
    
    // 等待子线程结束
    pthread_join(tid1, NULL);
    pthread_join(tid2, NULL);
    end = clock();
    
    sum = sum1 + sum2;
    printf("多线程程序计算结果：%d\n", sum);
    printf("多线程程序计算时间：%f秒\n", (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC);
    
    // 销毁互斥锁
    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    
    return 0;
}

在以上两个程序中，我们首先创建了一个包含100万个元素的整型数组，然后通过两种不同的方式计算数组元素的和。对于串行程序，我们直接使用单个线程进行计算；对于多线程程序，我们创建了两个子线程进行并发计算，通过互斥锁来保证线程之间的同步访问。

在测试时，我们可以使用clock()函数来获得程序运行的时间，从而比较两种程序的计算时间。需要注意的是，我们需要通过互斥锁来保证多个线程对共享变量的安全访问，否则可能会出现计算结果不正确的问题。

通过测试可以发现，多线程程序的计算时间明显短于串行程序，这是因为多线程程序能够利用多核处理器的并行计算能力，提高计算效率。同时，通过互斥锁来保证线程之间的同步访问，也能够保证计算结果的正确性。