设计两组数据,一组最坏情况,一种一般情况,用快速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: 2024-09-13 20:09:58 浏览: 59
为了回答这个问题,我们需要创建两个数组,一个是随机的整数数组,代表一般情况,另一个是已经部分排序的数组,代表最坏情况。然后我们需要实现快速排序算法,并且使用时间函数记录排序的运行时间。以下是一个简单的C语言代码示例来完成这个任务。 ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> #define SIZE 10000 // 交换两个元素的值 void swap(int *a, int *b) { int temp = *a; *a = *b; *b = temp; } // 快速排序的一个分区函数 int partition(int arr[], int low, int high) { int pivot = arr[high]; // 选择最后一个元素作为基准 int i = (low - 1); // 指向比基准小的最后一个元素 for (int j = low; j <= high - 1; j++) { // 如果当前元素大于或等于基准 if (arr[j] >= pivot) { i++; // 移动小于基准的元素的边界 swap(&arr[i], &arr[j]); // 交换元素 } } swap(&arr[i + 1], &arr[high]); // 将基准元素放到正确的位置 return (i + 1); } // 快速排序函数 void quickSort(int arr[], int low, int high) { if (low < high) { // pi 是分区索引,arr[pi] 现在在正确的位置 int pi = partition(arr, low, high); // 分别对分区前后的元素进行递归排序 quickSort(arr, low, pi - 1); quickSort(arr, pi + 1, high); } } // 函数用于填充数组,以便生成最坏情况的输入 void fillWorstCase(int arr[], int size) { for (int i = 0; i < size; i++) { arr[i] = size - i; // 逆序排列 } } // 主函数 int main() { int *arrGeneral = (int *)malloc(SIZE * sizeof(int)); int *arrWorst = (int *)malloc(SIZE * sizeof(int)); // 初始化随机数生成器 srand(time(NULL)); // 生成随机数组作为一般情况 for (int i = 0; i < SIZE; i++) { arrGeneral[i] = rand() % SIZE; } // 生成最坏情况数组 fillWorstCase(arrWorst, SIZE); // 测试一般情况下的排序时间 clock_t start = clock(); quickSort(arrGeneral, 0, SIZE - 1); clock_t end = clock(); printf("一般情况下的运行时间: %f 秒\n", (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC); // 测试最坏情况下的排序时间 start = clock(); quickSort(arrWorst, 0, SIZE - 1); end = clock(); printf("最坏情况下的运行时间: %f 秒\n", (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC); // 清理动态分配的内存 free(arrGeneral); free(arrWorst); return 0; } ``` 请注意,以上代码中的快速排序算法是递归实现的,并且没有进行优化。在最坏情况下(例如输入数组已经排序),快速排序的性能会退化到O(n^2)。为了避免这种情况,可以通过选择随机的pivot或者使用三数取中法等方式来优化算法。 此外,由于不同的系统和编译器可能会影响实际运行时间的测量,因此以上时间仅供参考,并且在不同的环境中可能会有所不同。
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