设计一个系统,功能是随机生成1000个1到1000之间的数(浮点型),保留小数点后50位【提示用串表示】,并保存到文件中,并输出最小的10个数。同时,找出这10个数中相差最大的两个数,使用C语言和数据机构的相关知识实现。
时间: 2024-02-25 07:58:53 浏览: 61
好的,这是一个比较复杂的系统,需要用到随机数生成算法、文件读写、排序算法、数据结构等知识。我来为您分步骤解答:
1. 随机生成1000个1到1000之间的数(浮点型),保留小数点后50位,并保存到文件中
可以使用C语言中的rand()函数来生成随机数,同时用double类型来存储浮点数,并使用sprintf()函数将浮点数转换成字符串,保留小数点后50位。然后将每个生成的随机数写入文件中即可。示例代码如下:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#define FILENAME "random_numbers.txt"
int main() {
FILE *fp = fopen(FILENAME, "w+");
srand(time(NULL)); // 初始化随机数种子
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
double num = rand() % 1000 + 1 + (double) rand() / RAND_MAX;
char buffer[64]; // 保留50位小数的字符串缓冲区
sprintf(buffer, "%.50lf", num);
fprintf(fp, "%s\n", buffer);
}
fclose(fp);
return 0;
}
```
2. 输出最小的10个数
可以使用快速排序(QuickSort)算法来对随机数进行排序,然后输出前10个即可。示例代码如下:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#define FILENAME "random_numbers.txt"
void quicksort(double arr[], int left, int right) {
if (left < right) {
int i = left, j = right;
double pivot = arr[(left + right) / 2];
while (i <= j) {
while (arr[i] < pivot) i++;
while (arr[j] > pivot) j--;
if (i <= j) {
double temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
i++;
j--;
}
}
if (left < j) quicksort(arr, left, j);
if (i < right) quicksort(arr, i, right);
}
}
int main() {
FILE *fp = fopen(FILENAME, "r");
double arr[1000];
char buffer[64]; // 存储从文件中读取的字符串
int count = 0;
while (fgets(buffer, sizeof(buffer), fp) != NULL) {
arr[count++] = atof(buffer);
}
quicksort(arr, 0, 999);
printf("The smallest 10 numbers are:\n");
for (int i = 0; i < 10; i++) {
printf("%.50lf\n", arr[i]);
}
fclose(fp);
return 0;
}
```
3. 找出10个数中相差最大的两个数
可以使用堆(Heap)这种数据结构来维护最大的10个数,然后在堆中寻找相差最大的两个数。示例代码如下:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#define FILENAME "random_numbers.txt"
struct heap {
double *arr;
int size;
};
void heapify(struct heap *h, int i) {
int largest = i;
int left = 2 * i + 1;
int right = 2 * i + 2;
if (left < h->size && h->arr[left] > h->arr[largest])
largest = left;
if (right < h->size && h->arr[right] > h->arr[largest])
largest = right;
if (largest != i) {
double temp = h->arr[i];
h->arr[i] = h->arr[largest];
h->arr[largest] = temp;
heapify(h, largest);
}
}
void build_heap(struct heap *h, double arr[], int size) {
h->size = size;
h->arr = malloc(sizeof(double) * size);
memcpy(h->arr, arr, sizeof(double) * size);
for (int i = size / 2 - 1; i >= 0; i--)
heapify(h, i);
}
double peek(struct heap *h) {
return h->arr[0];
}
void pop(struct heap *h) {
h->arr[0] = h->arr[h->size - 1];
h->size--;
heapify(h, 0);
}
int main() {
FILE *fp = fopen(FILENAME, "r");
double arr[1000];
char buffer[64]; // 存储从文件中读取的字符串
int count = 0;
while (fgets(buffer, sizeof(buffer), fp) != NULL) {
arr[count++] = atof(buffer);
}
struct heap h;
build_heap(&h, arr, 10); // 维护最大的10个数
for (int i = 10; i < 1000; i++) {
double num = arr[i];
if (num < peek(&h)) {
pop(&h);
h.arr[h.size] = num;
int j = h.size;
while (j > 0 && h.arr[j] > h.arr[(j - 1) / 2]) {
double temp = h.arr[j];
h.arr[j] = h.arr[(j - 1) / 2];
h.arr[(j - 1) / 2] = temp;
j = (j - 1) / 2;
}
}
}
double max_diff = 0;
double max_diff_num1, max_diff_num2;
for (int i = 0; i < 9; i++) {
for (int j = i + 1; j < 10; j++) {
double diff = h.arr[i] - h.arr[j];
if (diff > max_diff) {
max_diff = diff;
max_diff_num1 = h.arr[i];
max_diff_num2 = h.arr[j];
}
}
}
printf("The two numbers with the largest difference are %.50lf and %.50lf\n", max_diff_num1, max_diff_num2);
fclose(fp);
return 0;
}
```
以上就是整个系统的实现,请注意代码中可能存在一些细节问题,需要您根据实际情况进行调整。
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