基于树形模式合并线程的自定义多线程快速排序实现需求

嘿，你这并行快速排序的开局已经很不错了！让咱们把你的需求和现有进展理清楚，方便后续完善：

• 实现支持自定义数组规模和线程数量的并行快速排序
• 排序完成后必须按照指定的树形模式完成线程间的有序数组合并

你提到的「按处理器数量拆分数组，分配给不同线程分别执行排序」的思路非常贴合并行排序的优化方向，能很好地利用多核CPU的算力。目前你已经完成了实现Callable<int[]>接口的Quicksort任务类，代码如下：

class Quicksort implements Callable<int[]> {
    int[] arr;

    Quicksort(int[] array) {
        this.arr = array;
    }

    @Override
    public int[] call() throws Exception {
        sort(arr, 0, arr.length - 1);
        long threadId = Thread.currentThread().getId();
        return arr;
    }

    // 这里补充快速排序的核心sort方法实现（示例）
    private void sort(int[] arr, int low, int high) {
        if (low < high) {
            int partitionIndex = partition(arr, low, high);
            sort(arr, low, partitionIndex - 1);
            sort(arr, partitionIndex + 1, high);
        }
    }

    private int partition(int[] arr, int low, int high) {
        int pivot = arr[high];
        int i = low - 1;
        for (int j = low; j < high; j++) {
            if (arr[j] <= pivot) {
                i++;
                // 交换元素
                int temp = arr[i];
                arr[i] = arr[j];
                arr[j] = temp;
            }
        }
        // 将基准元素放到正确位置
        int temp = arr[i + 1];
        arr[i + 1] = arr[high];
        arr[high] = temp;
        return i + 1;
    }
}

• 补充数组拆分逻辑：根据设定的线程数（或处理器核心数）把原数组切分成多个规模相近的子数组，每个子数组对应一个Quicksort任务
• 实现树形合并逻辑：待所有子线程完成子数组排序后，按照树形结构逐步合并有序子数组——比如先两两合并相邻的有序子数组，再将合并后的结果继续两两合并，最终得到完整的有序数组
• 用ExecutorService管理线程池：相比手动创建线程，线程池能更高效地控制线程数量，避免资源浪费

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Nick Kyrpenko