// main.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include "quicksort.h"
int read_array(const char *name, double *array, int n);
void rand_array(double *array, int n);
void print_array(double *array, int n);
int f_up(double a, double b);
int f_down(double a, double b);

int f_up(double a, double b)
{
    if( a>b )
        return 1;

    if( a<b )
        return -1;

    return 0;
}

int f_down(double a, double b)
{
    if( a>b )
        return -1;

    if( a<b )
        return 1;

    return 0;
}

/* Предполагается, что n>0 и по указателю array выделена память для n элементов.
 * Ф-ия возвращает:
 * -2, если не удалось прочитать элемент;
 * -1, если не удалось открыть файл;
 * 0, в случае успешного завершения.
 * */
int read_array(const char *name, double *array, int n)
{
    FILE *input;
    int i;

    if( !(input = fopen(name, "r")) )
        return -1;

    for( i = 0; i<n; i++ )
    {
        if( fscanf(input, "%lf", array + i)!=1 )
        {
            fclose(input);
            return -2;
        }
    }

    fclose(input);
    return 0;
}

/* Предполагается, что n>0 и по указателю array выделена память для n элементов. */
void rand_array(double *array, int n)
{
    int i;

    for( i = 0; i<n; i++ )
        array[i] = rand();
}

/* Предполагается, что n>0 и по указателю array выделена память для n элементов.
 * */
void print_array(double *array, int n)
{
    int i;

    if( n>20 )
        n = 20;

    for( i = 0; i<n; i++ )
        printf("Array[%d]=%lf\n", i, array[i]);
}

int main(int argc, const char *argv[])
{
    int n, result_read;
    double *a;
    clock_t time_begin;

    if( ((argc!=2) && (argc!=3)) || (sscanf(argv[1], "%d", &n)!=1) || (n<=0) )
    {
        fprintf(stderr, "Usage: %s size_of_array [file_with_array]\t\t(size_of_array>0)\t(array is random if no file_with_array)\n", argv[0]);
        return 1;
    }

    if( !(a = (double *)malloc(n*sizeof(double))) )
    {
        fprintf(stderr, "Can not allocate memory!\n");
        return 2;
    }
    // Память выделена

    if( argc==3 )
    {
        result_read = read_array(argv[2], a, n);
        if( result_read<0 )
        {
            switch( result_read )
            {
            case -2:
                fprintf(stderr, "Can not read element from %s\n", argv[2]);
                break;
            case -1:
                fprintf(stderr, "Can not open file %s\n", argv[2]);
                break;
            default:
                fprintf(stderr, "Unknown error %d in file %s\n", result_read, argv[2]);
            }

            free(a);
            return 3;
        }
    } else
    {
        rand_array(a, n);
    }
    // Массив считан или сгенерирован случайный

    printf("Array readed. Array a[]:\n");
    print_array(a, n);

    time_begin = clock();
    quicksort(a, n, &f_up);
    printf("Time: %.2f seconds\nArray a[]:\n", (float)( clock() - time_begin )/CLOCKS_PER_SEC);
    print_array(a, n);

    free(a);
    return 0;
}



// quicksort.h
#ifndef QUICKSORT_H
#define QUICKSORT_H

void quicksort(double *a, int n, int (*p)(double, double));

#endif



// quicksort.c
#include "quicksort.h"
int find_place(double *a, int n, double x, int (*p)(double, double));
void swap(double *a, double *b);

/* Предполагается, что n>0, и по указателю a расположен массив из n элементов.
 * Быстрая сортировка.
 * */
void quicksort(double *a, int n, int (*p)(double, double))
{
    int place;

    if( n<2 )
        return;

    while( n>1 )
    {
        place = find_place(a, n, a[(int)(n/2)], p);

        if( place==0 )// a[(int)(n/2)] меньше или равен всех элементов
        {
            swap(a, a + (int)(n/2));
            a += 1;
            n -= 1;
        }

        if( place<=(n - place) )
        {
            quicksort(a, place, p);
            a += place;
            n -= place;
        } else
        {
            quicksort(a + place, n - place, p);
            n = place;
        }
    }
}

/* Предполагается, что n>0 и по указателю a расположен массив из n элементов.
 * Ф-ия возвращает i: a[i]<=x<=a[i + 1]. Если x меньше или равен всех элементов, то возвращается нуль.
 * Если x больше всех, то возвращается n.
 * */
int find_place(double *a, int n, double x, int (*p)(double, double))
{
    int i = 0, j = n - 1;

    while( i<=j )
    {
        if( p(x, a[i])>0 )// Ищем a[i]>=x
        {
            i++;
            continue;
        }

        if( p(a[j], x)>-1 )// Ищем a[j]<x
        {
            j--;
            continue;
        }

        swap(a + i, a + j);

        i++;
        j--;
    }

    return i;
}

void swap(double *a, double *b)
{
    double buffer;

    buffer = *a;
    *a = *b;
    *b = buffer;
}