fourth_task

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>
#include <semaphore.h>

#define ROWS 4
#define COLS 5

struct ThreadResult {
    int count;
    int indexes[6];
};

struct TaskQueue {
    struct TaskQueue *next;
    struct ThreadResult result;
    int threadNumber;
};

struct ThreadInfo {
    int matrix[ROWS][COLS];
    int deltaX;
    int deltaY;
    int threadNumber;
};

void fill_matrix(int array[ROWS][COLS]) {
    srand(time(NULL));
    for (int i = 0; i < ROWS; i++) {
        for (int j = 0; j < COLS; j++) {
            array[i][j] = 1 + rand() % 3;
        }
    }
}

void print_matrix(int array[ROWS][COLS]) {
    for (int i = 0; i < ROWS; i++) {
        for (int j = 0; j < COLS; j++) {
            printf("%d ", array[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
}

pthread_mutex_t mutex;
struct TaskQueue *head = NULL;
struct TaskQueue *new = NULL;
struct TaskQueue *tail = NULL;

sem_t sem;

void *get_values(void *info_) {
    sem_wait(&sem);

    struct ThreadInfo *info = (struct ThreadInfo *) info_;
    struct ThreadResult *result = (struct ThreadResult *) malloc(sizeof(struct ThreadResult));
    result->count = 0;
    for (int i = 0; i < ROWS; i++) {
        for (int j = 0; j < COLS; j++) {
            int k = 0;
            int lengthOfHorizontal = 0; // Сюда сохраняем длину повторяющихся символов в строке
            while (0 < j + k && j + k < COLS && info->matrix[i][j + k] == info->matrix[i][j]) {
                lengthOfHorizontal++;
                int l = 0;
                int lengthOfVertical = 0; // Сюда сохраняем длину повторяющихся символов в столбце
                while (0 < i + l && i + l < ROWS && info->matrix[i + l][j + k] == info->matrix[i][j + k]) {
                    lengthOfVertical++;
                    l += info->deltaX;
                }
                if (lengthOfHorizontal + lengthOfVertical > result->count) {
                    result->indexes[0] = i;
                    result->indexes[1] = j;
                    result->indexes[2] = i;
                    result->indexes[3] = j + k;
                    if (l != 0) {
                        result->indexes[4] = i + l - 1 * info->deltaX;
                        // Если в l добавлялись элементы, значение в ней будет на единицу больше (или меньше,
                        // в зависимости от deltaX) из-за того, что мы сначала проверяем, а уже затем увеличиваем l
                        // в цикле while выше
                    } else {
                        // Если же l = 0, вычитать ничего не нужно, нужно лишь записать эту же строку в нужный индекс
                        result->indexes[4] = i;
                    }
                    result->indexes[5] = j + k;
                    result->count = lengthOfHorizontal + lengthOfVertical;
                    // Используем мьютекс для записи промежуточного результата в общую очередь
                    // Лочим поток
                    pthread_mutex_lock(&mutex);
                    tail->result = *result;
                    tail->threadNumber = info->threadNumber;
                    // Выделяем место для следующей операции
                    new = (struct TaskQueue *) malloc(sizeof(struct TaskQueue));
                    tail->next = new;
                    // Заменяем последний элемент на текущий
                    tail = new;
                    // Разблокируем поток
                    pthread_mutex_unlock(&mutex);
                }
                k += info->deltaY;
            }
        }
    }
    sem_post(&sem);
    return (void *) result;
}

void find_g(int matrix[ROWS][COLS], int k) {
    // Инициализация очереди операций и мьютекса
    head = (struct TaskQueue *) malloc(sizeof(struct TaskQueue));
    tail = head;
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);

    sem_init(&sem, 1, k);

    int maxCount = 0;
    int coords[] = {0, 0, 0, 0, 0, 0};
    struct ThreadInfo rightUpper, leftUpper, leftLower, rightLower;
    struct ThreadResult *rightUpperResult, *leftUpperResult, *leftLowerResult, *rightLowerResult;
    memcpy(rightUpper.matrix, matrix, ROWS * COLS * sizeof(int));
    memcpy(leftUpper.matrix, matrix, ROWS * COLS * sizeof(int));
    memcpy(leftLower.matrix, matrix, ROWS * COLS * sizeof(int));
    memcpy(rightLower.matrix, matrix, ROWS * COLS * sizeof(int));
    rightUpper.deltaX = 1;
    rightUpper.deltaY = -1;
    rightUpper.threadNumber = 1;

    leftUpper.deltaX = -1;
    leftUpper.deltaY = -1;
    leftUpper.threadNumber = 2;

    leftLower.deltaX = -1;
    leftLower.deltaY = 1;
    leftLower.threadNumber = 3;

    rightLower.deltaX = 1;
    rightLower.deltaY = 1;
    rightLower.threadNumber = 4;

    pthread_t thread1, thread2, thread3, thread4;
    // По сути, каждый отдельный поток считает лучший результат для своего угла.
    // После этого основной поток (эта функция) собирает данные воедино и выводит результат
    pthread_create(&thread1, NULL, &get_values, &rightUpper);
    pthread_create(&thread2, NULL, &get_values, &leftUpper);
    pthread_create(&thread3, NULL, &get_values, &leftLower);
    pthread_create(&thread4, NULL, &get_values, &rightLower);
    pthread_join(thread1, (void **) &rightUpperResult);
    pthread_join(thread2, (void **) &leftUpperResult);
    pthread_join(thread3, (void **) &leftLowerResult);
    pthread_join(thread4, (void **) &rightLowerResult);
    if (rightUpperResult->count > maxCount) {
        maxCount = rightUpperResult->count;
        memcpy(coords, rightUpperResult->indexes, sizeof(rightUpperResult->indexes));
    }
    if (leftUpperResult->count > maxCount) {
        maxCount = leftUpperResult->count;
        memcpy(coords, leftUpperResult->indexes, sizeof(leftUpperResult->indexes));
    }
    if (leftLowerResult->count > maxCount) {
        maxCount = leftLowerResult->count;
        memcpy(coords, leftLowerResult->indexes, sizeof(leftLowerResult->indexes));
    }
    if (rightLowerResult->count > maxCount) {
        maxCount = rightLowerResult->count;
        memcpy(coords, rightLowerResult->indexes, sizeof(rightLowerResult->indexes));
    }
    for (int i = 0; i < 6; i++) {
        printf("%d ", coords[i]);
    }
    printf("\nTask queue:\n");
    struct TaskQueue *current = head;
    while (current->next != NULL) {
        printf("Thread %d: ", current->threadNumber);
        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            printf("%d ", current->result.indexes[i]);
        }
        printf("\n");
        current = current->next;
    }
}

int main() {
//    printf("Hello, World!\n");
    printf("Insert a k number: ");
    int k;
    scanf_s("%d", &k);
    int arr[ROWS][COLS] = {{0, 2, 0, 2, 0},
                           {0, 1, 1, 1, 0},
                           {2, 0, 2, 1, 1},
                           {0, 2, 0, 1, 1}};
//    fill_matrix(arr);
    print_matrix(arr);
    find_g(arr, k);
    return 0;
}