以下是用 C 语言实现分别随机生成问题规模为 10、100、1000、10000 的正序、逆序和随机的初始排列,并使用给定的程序计算比较次数和交换次数的代码
时间: 2024-09-12 07:04:12 浏览: 109
在C语言中,我们可以使用一些基本的数据结构如数组,以及随机数生成函数来自动生成各种规模的初始排列(正序、逆序和随机)。这里我将给出一个简单的示例代码片段,用于创建并处理不同规模的序列:
首先,我们需要包括必要的头文件,初始化随机数种子,并定义一些常量来表示问题规模的不同级别。
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
// 定义问题规模的枚举
typedef enum {
SCALE_10,
SCALE_100,
SCALE_1000,
SCALE_10000
} ProblemScale;
// 假设我们有一个结构体存放排序后的统计信息
typedef struct {
int comparisons;
int swaps;
} SortStats;
```
接着,我们可以创建一个函数来生成不同规模的排列:
```c
void generate_random_permutation(int size, int* arr) {
// 初始化随机数生成器
srand(time(0));
for (int i = 0; i < size; ++i) {
// 随机选择一个位置
int j = rand() % (size - i + 1);
// 将元素交换到当前位置
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[size - i - j];
arr[size - i - j] = temp;
}
}
```
然后,我们可以为每种情况(正序、逆序和随机)分别生成排列,并计数比较和交换次数:
```c
SortStats sort_and_count(int size, int (*compare)(const void*, const void*)) {
int* arr = malloc(size * sizeof(int));
SortStats stats = {0, 0};
switch (size) {
case SCALE_10:
for (int i = 1; i <= size; ++i) {
arr[i - 1] = i;
}
break;
case SCALE_100:
// 使用循环填充1到100
for (int i = 0; i < size; ++i) {
arr[i] = i + 1;
}
break;
// ... 翻转顺序和随机填充类似
default:
generate_random_permutation(size, arr);
break;
}
// 对于正序排列,无需比较和交换
if (size == SCALE_10 || size == SCALE_100) {
free(arr);
return stats;
}
// 使用快速排序或其他算法对数组进行排序,同时更新统计信息
// ...
free(arr);
return stats;
}
// 使用上述结构体中的 compare 函数作为标准来比较元素
int compare_ints(const void* a, const void* b) {
return *(int*)a - *(int*)b;
}
```
最后,你可以调用 `sort_and_count` 函数并打印结果。记住,这只是一个基础示例,实际的比较和交换计数会依赖于具体的排序算法实现。
阅读全文