用c语言编写一个实验程序,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。
时间: 2024-09-11 13:05:44 浏览: 29
在C语言中,我们可以使用一个简单的循环结构结合随机数生成器来完成这个任务。首先,我们需要包含必要的头文件,然后创建一个函数`findMinMax`来找到最大和最小元素,同时记录比较次数。最后,在主函数中多次调用这个函数并计算平均比较次数。
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int compare(int a, int b) {
return (a > b) ? 1 : ((a < b) ? -1 : 0);
}
void findMinMaxAndCount(int arr[], int n, int* max_val, int* min_val, int* comparison_count) {
*max_val = arr[0];
*min_val = arr[0];
*comparison_count = 0;
for (int i = 1; i < n; ++i) {
if (compare(arr[i], *max_val) == 1) {
*max_val = arr[i];
(*comparison_count)++;
}
if (compare(arr[i], *min_val) == -1) {
*min_val = arr[i];
(*comparison_count)++;
}
}
}
int main() {
srand(time(0)); // 设置随机种子以保证每次运行结果不同
int num_trials = 10;
int comparisons_avg[num_trials] = {0}; // 存储每次试验的比较次数
for (int trial = 0; trial < num_trials; ++trial) {
int size = 10;
int arr[size];
for (int i = 0; i < size; ++i)
arr[i] = rand() % 20 + 1; // 随机生成1到20的整数
int max_val, min_val;
int comparison_count;
findMinMaxAndCount(arr, size, &max_val, &min_val, &comparison_count);
printf("Trial %d: Max element is %d, Min element is %d, Comparisons made: %d\n", trial + 1, max_val, min_val, comparison_count);
comparisons_avg[trial] = comparison_count;
}
double average_comparisons = 0;
for (int i = 0; i < num_trials; ++i) {
average_comparisons += comparisons_avg[i] / (double)num_trials;
}
printf("Average comparisons per trial: %.2f\n", average_comparisons);
return 0;
}
```
上述代码首先定义了一个`compare`函数用于比较两个数,然后在`findMinMaxAndCount`函数中实现了寻找最大值、最小值及计数的操作。在主函数中,我们进行了10次试验,每次生成一个新的数组并调用`findMinMaxAndCount`函数。最后,我们计算了平均比较次数并打印出来。