编写一个java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。

### 回答1：

以下是Java程序，可以随机产生10个1-20的整数，并设计一个高效算法来查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。程序将算法执行10次，并计算元素的平均比较次数。

import java.util.Random;

public class MaxMinFinder {

    public static void main(String[] args) {
        int numTrials = 10; //执行10次
        int numElements = 10; //10个元素
        int min = 1; //最小值
        int max = 20; //最大值
        int totalComparisons = 0; //总比较次数
        Random rand = new Random();

        for (int i = 0; i < numTrials; i++) {
            int[] arr = new int[numElements];
            for (int j = 0; j < numElements; j++) {
                arr[j] = rand.nextInt(max - min + 1) + min; //生成随机数
            }
            int[] results = findMaxMin(arr); //调用算法
            System.out.println("Trial " + (i + 1) + ": Max = " + results[0] + ", Min = " + results[1] + ", Comparisons = " + results[2]);
            totalComparisons += results[2]; //记录总比较次数
        }
        double avgComparisons = totalComparisons / (double) numTrials; //计算平均比较次数
        System.out.println("Average comparisons: " + avgComparisons);
    }

    public static int[] findMaxMin(int[] arr) {
        int comparisons = 0;
        int max = arr[0];
        int min = arr[0];
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            comparisons++;
            if (arr[i] > max) {
                max = arr[i];
            } else if (arr[i] < min) {
                min = arr[i];
            }
        }
        int[] results = {max, min, comparisons};
        return results;
    }
}

运行结果会输出10次的最大值、最小值和比较次数，以及元素的平均比较次数。

注意，这个算法的时间复杂度是O(n)，其中n是元素的数量。它只需要遍历一次数组，因此比较次数是线性的，即与元素数量成比例。

### 回答2：
以下是一个Java程序，用于随机产生10个1-20的整数，并设计一个高效算法找到其中的最大元素和最小元素，并统计元素之间的比较次数。程序将调用该算法执行10次，并计算元素的平均比较次数。

import java.util.Random;

public class MaximumMinimum {
    public static void main(String[] args) {
        int totalComparison = 0; // 总比较次数

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int[] arr = generateRandomArray(); // 随机生成10个整数的数组

            int max = arr[0]; // 最大元素
            int min = arr[0]; // 最小元素
            int comparison = 0; // 比较次数

            for (int j = 1; j < arr.length; j++) {
                if (arr[j] > max) {
                    comparison++;
                    max = arr[j];
                } else if (arr[j] < min) {
                    comparison++;
                    min = arr[j];
                }
                comparison++;
            }

            totalComparison += comparison;

            System.out.println("第" + (i+1) + "次执行，最大元素为: " + max + "，最小元素为: " + min);
            System.out.println("比较次数: " + comparison);
            System.out.println("------------------------");
        }

        double averageComparison = totalComparison / 10.0; // 元素的平均比较次数
        System.out.println("总比较次数: " + totalComparison);
        System.out.println("元素的平均比较次数: " + averageComparison);
    }

    // 随机生成10个1-20的整数的数组
    public static int[] generateRandomArray() {
        int[] arr = new int[10];
        Random random = new Random();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            arr[i] = random.nextInt(20) + 1;
        }
        return arr;
    }
}

以上程序通过随机生成一个长度为10的整数数组，然后使用一个简单的循环来找到该数组中的最大元素和最小元素。在循环中，每次比较当前元素与最大/最小元素，并更新它们的值。在每次比较时，比较次数都会自增。最后，程序求出了10次执行的总比较次数，并计算了元素的平均比较次数。