用c语言设计一个统计求最大、最小元素的平均比较次数。编写一个实验程序，随机产生10个1-20的整数，设计一个高效算法找其中的最大元素和最小元素，并统计元素之间的比较次数。调用该算法执行10次并求元素的平均比较次数。

为了用C语言设计一个统计求最大、最小元素的平均比较次数，我们首先需要创建一个函数来找到数组中的最大和最小元素，同时跟踪比较次数。我们可以使用分治策略或迭代的方式来实现这个功能，这里我们选择迭代方法，因为它更直观且效率相对较高。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

// 定义全局变量，用于存储最大值、最小值以及比较次数
int max_num = INT_MIN;
int min_num = INT_MAX;
int compare_count = 0;

// 函数用于查找数组中的最大和最小元素，并更新比较次数
void findMinMax(int arr[], int size) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        if (arr[i] > max_num)
            max_num = arr[i], compare_count++;
        else if (arr[i] < min_num)
            min_num = arr[i], compare_count++;
    }
}

int main() {
    // 设置随机数种子
    srand(time(0));

    // 循环10次，每次生成一个新的数组并计算比较次数
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        int array_size = rand() % 19 + 1; // 随机生成1到20之间的整数作为数组长度
        int* arr = malloc(array_size * sizeof(int));
        
        // 随机生成数组元素
        for (int j = 0; j < array_size; j++)
            arr[j] = rand() % 20 + 1;

        // 调用findMinMax函数并获取结果
        findMinMax(arr, array_size);

        // 释放内存
        free(arr);
    }

    // 输出平均比较次数
    double avg_compare_count = (double)compare_count / 10;
    printf("平均比较次数: %.2f\n", avg_compare_count);

    return 0;
}

在这个程序中，`findMinMax`函数遍历整个数组，对每个元素与当前已知的最大和最小值进行比较，并增加相应的计数。在主循环中，我们多次生成新的数组，并调用`findMinMax`，最后通过计算总比较次数除以10得到平均比较次数。