设计两组数据,一组最坏情况,一种一般情况,用冒泡排序法从大到小排序,数据规模为10000,记录实际运行时间,同时分别分析两种情况运行次数。C语言完整代码
时间: 2024-09-12 07:12:28 浏览: 40
在进行冒泡排序算法的演示前,先了解冒泡排序的基本原理。冒泡排序是一种简单的排序算法,它重复地遍历要排序的数列,一次比较两个元素,如果它们的顺序错误就把它们交换过来。遍历数列的工作是重复进行直到没有再需要交换,也就是说该数列已经排序完成。
由于冒泡排序是基于相邻元素的比较和交换,因此最坏情况是数组完全反序,每次都需要进行交换,这时需要的比较次数最多。而一般情况下,数组已经部分有序或接近有序,比较次数会有所减少。
下面是C语言实现冒泡排序的示例代码,包括记录运行时间和分析两种情况的比较次数:
```c
#include <stdio.h>
#include <time.h>
// 函数声明
void bubbleSort(int arr[], int n);
void swap(int *xp, int *yp);
void printArray(int arr[], int size);
int main() {
const int N = 10000;
int arr[N];
int arr_reversed[N];
int arr_sorted[N];
// 初始化随机数发生器
srand(time(NULL));
// 生成随机数填充数组
for (int i = 0; i < N; i++) {
arr[i] = rand() % N;
arr_reversed[i] = arr[N - 1 - i]; // 创建最坏情况数组
arr_sorted[i] = i; // 创建已排序数组
}
// 测试最坏情况的运行时间
clock_t start, end;
double cpu_time_used;
start = clock();
bubbleSort(arr_reversed, N);
end = clock();
cpu_time_used = ((double) (end - start)) / CLOCKS_PER_SEC;
printf("最坏情况下的冒泡排序耗时:%f 秒\n", cpu_time_used);
// 测试一般情况的运行时间
start = clock();
bubbleSort(arr_sorted, N);
end = clock();
cpu_time_used = ((double) (end - start)) / CLOCKS_PER_SEC;
printf("一般情况下的冒泡排序耗时:%f 秒\n", cpu_time_used);
return 0;
}
// 冒泡排序函数
void bubbleSort(int arr[], int n) {
int i, j, count = 0;
for (i = 0; i < n-1; i++) {
for (j = 0; j < n-i-1; j++) {
if (arr[j] < arr[j+1]) {
swap(&arr[j], &arr[j+1]);
count++;
}
}
}
printf("比较次数:%d\n", count);
}
// 用于交换数组元素的函数
void swap(int *xp, int *yp) {
int temp = *xp;
*xp = *yp;
*yp = temp;
}
// 打印数组的函数
void printArray(int arr[], int size) {
for (int i = 0; i < size; i++) {
printf("%d ", arr[i]);
}
printf("\n");
}
```
在上述代码中,我们创建了两个数组,一个是完全反序的数组(最坏情况),另一个是已排序的数组(一般情况)。通过记录冒泡排序算法的执行时间以及比较次数,可以分析出冒泡排序在不同数据状态下的性能表现。
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