c语言随机产生300个整数构成的序列,分别以直接插入、冒泡、希尔、快速、归并等排序算法排序,并统计各自的比较次数。
时间: 2023-07-10 21:05:00 浏览: 84
C语言实现冒泡排序,快速排序,希尔排序,归并排序
以下是一个C语言程序,可以随机生成300个整数,然后分别使用直接插入、冒泡、希尔、快速、归并等排序算法进行排序,并统计比较次数:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#define LENGTH 300
int insertSort(int arr[], int len);
int bubbleSort(int arr[], int len);
int shellSort(int arr[], int len);
int quickSort(int arr[], int left, int right);
int mergeSort(int arr[], int left, int right);
int main()
{
int a[LENGTH];
int i, j;
int count1 = 0, count2 = 0, count3 = 0, count4 = 0, count5 = 0;
srand((unsigned int)time(NULL)); // 设置随机数种子
// 随机生成300个整数
for (i = 0; i < LENGTH; i++) {
a[i] = rand() % 1000;
}
// 直接插入排序
count1 = insertSort(a, LENGTH);
printf("直接插入排序比较次数:%d\n", count1);
// 冒泡排序
count2 = bubbleSort(a, LENGTH);
printf("冒泡排序比较次数:%d\n", count2);
// 希尔排序
count3 = shellSort(a, LENGTH);
printf("希尔排序比较次数:%d\n", count3);
// 快速排序
count4 = quickSort(a, 0, LENGTH - 1);
printf("快速排序比较次数:%d\n", count4);
// 归并排序
count5 = mergeSort(a, 0, LENGTH - 1);
printf("归并排序比较次数:%d\n", count5);
return 0;
}
// 直接插入排序
int insertSort(int arr[], int len)
{
int i, j, tmp;
int count = 0;
for (i = 1; i < len; i++) {
tmp = arr[i];
j = i - 1;
while (j >= 0 && tmp < arr[j]) {
arr[j + 1] = arr[j];
j--;
count++;
}
arr[j + 1] = tmp;
}
return count;
}
// 冒泡排序
int bubbleSort(int arr[], int len)
{
int i, j, tmp;
int count = 0;
for (i = 0; i < len - 1; i++) {
for (j = 0; j < len - i - 1; j++) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
tmp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = tmp;
count++;
}
}
}
return count;
}
// 希尔排序
int shellSort(int arr[], int len)
{
int i, j, gap, tmp;
int count = 0;
for (gap = len / 2; gap > 0; gap /= 2) {
for (i = gap; i < len; i++) {
tmp = arr[i];
for (j = i - gap; j >= 0 && arr[j] > tmp; j -= gap) {
arr[j + gap] = arr[j];
count++;
}
arr[j + gap] = tmp;
}
}
return count;
}
// 快速排序
int quickSort(int arr[], int left, int right)
{
int i, j, pivot, tmp;
int count = 0;
if (left < right) {
pivot = arr[left];
i = left;
j = right;
while (i < j) {
while (i < j && arr[j] >= pivot) {
j--;
count++;
}
if (i < j) {
arr[i++] = arr[j];
count++;
}
while (i < j && arr[i] < pivot) {
i++;
count++;
}
if (i < j) {
arr[j--] = arr[i];
count++;
}
}
arr[i] = pivot;
count += quickSort(arr, left, i - 1);
count += quickSort(arr, i + 1, right);
}
return count;
}
// 归并排序
int mergeSort(int arr[], int left, int right)
{
int i, j, k, mid;
int tmp[LENGTH];
int count = 0;
if (left < right) {
mid = (left + right) / 2;
count += mergeSort(arr, left, mid);
count += mergeSort(arr, mid + 1, right);
i = left;
j = mid + 1;
k = 0;
while (i <= mid && j <= right) {
if (arr[i] <= arr[j]) {
tmp[k++] = arr[i++];
count++;
} else {
tmp[k++] = arr[j++];
count++;
}
}
while (i <= mid) {
tmp[k++] = arr[i++];
}
while (j <= right) {
tmp[k++] = arr[j++];
}
for (i = left, k = 0; i <= right; i++, k++) {
arr[i] = tmp[k];
}
}
return count;
}
```
上述程序中,我们使用了五种不同的排序算法,每个算法都返回了比较次数,最后输出了这些比较次数。注意,这里的比较次数只包括了排序算法中比较的次数,而没有包括交换的次数。如果需要统计交换次数,可以在相应的排序算法中进行相应的修改。
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