使用c语言编写符合以下条件的程序:实现合并排序算法。要排序的整型数组元素可以用随机数生成器生成,运行程序,分别记录对十万,一百万,一千万,五千万个数据排序所用的时间,列出表格显示统计出来的时间。并单独显示一个100个数据的排序结果。
时间: 2024-03-25 08:37:57 浏览: 38
好的,我可以帮您解答这个问题。
以下是您所需要的代码实现:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
void merge(int arr[], int l, int m, int r) {
int i, j, k;
int n1 = m - l + 1;
int n2 = r - m;
int L[n1], R[n2];
for (i = 0; i < n1; i++)
L[i] = arr[l + i];
for (j = 0; j < n2; j++)
R[j] = arr[m + 1 + j];
i = 0;
j = 0;
k = l;
while (i < n1 && j < n2) {
if (L[i] <= R[j]) {
arr[k] = L[i];
i++;
}
else {
arr[k] = R[j];
j++;
}
k++;
}
while (i < n1) {
arr[k] = L[i];
i++;
k++;
}
while (j < n2) {
arr[k] = R[j];
j++;
k++;
}
}
void mergeSort(int arr[], int l, int r) {
if (l < r) {
int m = l + (r - l) / 2;
mergeSort(arr, l, m);
mergeSort(arr, m + 1, r);
merge(arr, l, m, r);
}
}
void printArray(int arr[], int size) {
int i;
for (i = 0; i < size; i++)
printf("%d ", arr[i]);
printf("\n");
}
int main() {
int i, n;
clock_t start, end;
double cpu_time_used;
// 10^5
n = 100000;
int arr1[n];
for (i = 0; i < n; i++)
arr1[i] = rand();
start = clock();
mergeSort(arr1, 0, n - 1);
end = clock();
cpu_time_used = ((double) (end - start)) / CLOCKS_PER_SEC;
printf("Time taken for %d elements: %f seconds\n", n, cpu_time_used);
// 10^6
n = 1000000;
int arr2[n];
for (i = 0; i < n; i++)
arr2[i] = rand();
start = clock();
mergeSort(arr2, 0, n - 1);
end = clock();
cpu_time_used = ((double) (end - start)) / CLOCKS_PER_SEC;
printf("Time taken for %d elements: %f seconds\n", n, cpu_time_used);
// 10^7
n = 10000000;
int arr3[n];
for (i = 0; i < n; i++)
arr3[i] = rand();
start = clock();
mergeSort(arr3, 0, n - 1);
end = clock();
cpu_time_used = ((double) (end - start)) / CLOCKS_PER_SEC;
printf("Time taken for %d elements: %f seconds\n", n, cpu_time_used);
// 5*10^7
n = 50000000;
int arr4[n];
for (i = 0; i < n; i++)
arr4[i] = rand();
start = clock();
mergeSort(arr4, 0, n - 1);
end = clock();
cpu_time_used = ((double) (end - start)) / CLOCKS_PER_SEC;
printf("Time taken for %d elements: %f seconds\n", n, cpu_time_used);
// print sorted array of 100 elements
n = 100;
int arr5[n];
for (i = 0; i < n; i++)
arr5[i] = rand();
printf("Before sorting:\n");
printArray(arr5, n);
mergeSort(arr5, 0, n - 1);
printf("After sorting:\n");
printArray(arr5, n);
return 0;
}
```
这个程序通过 `mergeSort` 函数实现了合并排序算法。它通过 `clock()` 函数对排序时间进行计时,并输出了对于四个不同规模的数组所用的时间。最后,它还输出了一个由随机生成的100个元素组成的数组的排序结果。
注意:这个程序只是演示了如何使用合并排序算法,实际应用中可能需要考虑更多因素,如算法的稳定性、内存占用等。
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