3. C语言设计一个算法判断要求产生整数数组是否为：未排序（输出0：针对3个及以上元素列表）、升序（输出1：针对2个及以上元素列表）、降序（输出2：针对2个及以上元素列表）、先升后降（输出3：针对3个及以上元素列表）、或先降后升（输出4：针对3个及以上元素列表）状态，若数组中有不多于1个元素，则输出5；

以下是 C 语言的代码实现：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int arr[100], n, i, flag = 0;

    printf("Enter size of the array: ");
    scanf("%d", &n);

    printf("Enter elements of the array: ");
    for(i=0; i<n; i++)
        scanf("%d", &arr[i]);

    if(n <= 1)
        flag = 5;  // 数组中有不多于1个元素
    else if(arr[0] < arr[1])  // 升序
    {
        flag = 1;
        for(i=2; i<n; i++)
        {
            if(arr[i-1] > arr[i])
            {
                flag = 3;  // 先升后降
                break;
            }
        }
    }
    else if(arr[0] > arr[1])  // 降序
    {
        flag = 2;
        for(i=2; i<n; i++)
        {
            if(arr[i-1] < arr[i])
            {
                flag = 4;  // 先降后升
                break;
            }
        }
    }
    else  // 未排序
    {
        flag = 0;
        for(i=2; i<n; i++)
        {
            if(arr[i-1] > arr[i])
            {
                flag = -1;  // 不是升序
                break;
            }
        }
        if(flag == -1)
        {
            flag = 0;
            for(i=2; i<n; i++)
            {
                if(arr[i-1] < arr[i])
                {
                    flag = -2;  // 不是降序
                    break;
                }
            }
            if(flag == -2)
                flag = 3;  // 先升后降
        }
        else
        {
            flag = 0;
            for(i=2; i<n; i++)
            {
                if(arr[i-1] < arr[i])
                {
                    flag = -3;  // 不是降序
                    break;
                }
            }
            if(flag == -3)
                flag = 4;  // 先降后升
        }
    }

    printf("The array is ");
    switch(flag)
    {
        case 0:
            printf("unsorted");
            break;
        case 1:
            printf("sorted in ascending order");
            break;
        case 2:
            printf("sorted in descending order");
            break;
        case 3:
            printf("sorted in ascending order first and then sorted in descending order");
            break;
        case 4:
            printf("sorted in descending order first and then sorted in ascending order");
            break;
        case 5:
            printf("empty or has only one element");
            break;
    }

    return 0;
}

这段代码通过输入数组的元素，判断数组的排序状态，并输出对应的标识符。其中，flag 的取值范围是 0~5，分别表示未排序、升序、降序、先升后降、先降后升、数组中有不多于1个元素。根据 flag 的取值，使用 switch 语句输出对应的排序状态。