用c语言写出比较归并排序和快速排序的关键字比较次数和关键字移动次数的代码,要求待排序的表长不能小于100;其中的数据要用伪随机数生成程序产生至少要用5组不同的输入数据比较;代码要给出注释
时间: 2024-03-13 12:47:05 浏览: 73
设计一个测试程序比较几种内部排序算法的关键字比较次数和移动次数以取得直观感受。
好的,以下是用C语言实现比较归并排序和快速排序的关键字比较次数和关键字移动次数的代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
/* 伪随机数生成函数 */
int random(int m, int n) {
return rand() % (n - m + 1) + m;
}
/* 交换两个元素的值 */
void swap(int *a, int *b) {
int temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
}
/* 归并排序 */
void merge_sort(int *arr, int left, int right, int *cmp_count, int *move_count) {
if (left < right) {
int mid = left + (right - left) / 2;
merge_sort(arr, left, mid, cmp_count, move_count); // 左半部分排序
merge_sort(arr, mid + 1, right, cmp_count, move_count); // 右半部分排序
// 合并左右两个有序数组
int i = left, j = mid + 1, k = 0;
int *temp = (int *)malloc((right - left + 1) * sizeof(int));
while (i <= mid && j <= right) {
(*cmp_count)++;
if (arr[i] < arr[j]) {
temp[k++] = arr[i++];
} else {
temp[k++] = arr[j++];
}
}
while (i <= mid) {
(*move_count)++;
temp[k++] = arr[i++];
}
while (j <= right) {
(*move_count)++;
temp[k++] = arr[j++];
}
for (i = 0; i < k; i++) {
(*move_count)++;
arr[left + i] = temp[i];
}
free(temp);
}
}
/* 快速排序 */
void quick_sort(int *arr, int left, int right, int *cmp_count, int *move_count) {
if (left < right) {
int i = left, j = right, pivot = arr[left];
while (i < j) {
while (i < j && arr[j] >= pivot) {
(*cmp_count)++;
j--;
}
if (i < j) {
(*move_count)++;
arr[i++] = arr[j];
}
while (i < j && arr[i] <= pivot) {
(*cmp_count)++;
i++;
}
if (i < j) {
(*move_count)++;
arr[j--] = arr[i];
}
}
(*move_count)++;
arr[i] = pivot;
quick_sort(arr, left, i - 1, cmp_count, move_count); // 左半部分排序
quick_sort(arr, i + 1, right, cmp_count, move_count); // 右半部分排序
}
}
int main() {
srand((unsigned int)time(NULL)); // 初始化随机数生成器
int arr[100], cmp_count, move_count;
for (int i = 0; i < 5; i++) {
printf("第%d组数据:\n", i + 1);
for (int j = 0; j < 100; j++) {
arr[j] = random(1, 1000); // 生成伪随机数
printf("%d ", arr[j]);
}
printf("\n");
cmp_count = 0;
move_count = 0;
merge_sort(arr, 0, 99, &cmp_count, &move_count);
printf("归并排序:比较次数=%d,移动次数=%d\n", cmp_count, move_count);
cmp_count = 0;
move_count = 0;
quick_sort(arr, 0, 99, &cmp_count, &move_count);
printf("快速排序:比较次数=%d,移动次数=%d\n", cmp_count, move_count);
printf("\n");
}
return 0;
}
```
代码注释如下:
1. `random` 函数:生成 `[m, n]` 范围内的伪随机数。
2. `swap` 函数:交换两个元素的值。
3. `merge_sort` 函数:归并排序。`left` 和 `right` 分别表示待排序数组的左右边界,`cmp_count` 和 `move_count` 分别用于计数关键字比较次数和关键字移动次数,`temp` 为临时数组用于合并两个有序数组。
4. `quick_sort` 函数:快速排序。`left` 和 `right` 分别表示待排序数组的左右边界,`cmp_count` 和 `move_count` 分别用于计数关键字比较次数和关键字移动次数,`pivot` 表示基准元素。
5. `main` 函数:生成 5 组随机数据,分别用归并排序和快速排序进行排序,并统计比较次数和移动次数。
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