【C 语言之项目实战】生成随机数并排序（详细版）

1.项目要求
2.定义模块函数
3.各模块函数实现
4.项目源代码

1. 项目要求

1.1 定义大小为 100 的整型数组，使用随机函数给数组元素赋值。

1.2 数组中的数值的范围为 0 - 100，数组中的元素不允许重复。

1.3 对数组中的元素使用冒泡排序进行排序。

2. 定义模块函数

2.1 主函数：main（）

2.2 打印函数：Print_Ar（）

2.3 初始化函数：Init_Ar（）

2.4 冒泡排序函数：BubbleSort（）

2.5 交换函数：Sweap_Int（）

3. 各模块函数实现

3.1 打印函数：Print_Ar（）

①. 循环打印数组中的各元素，一行 10 个元素。

②. 源程序

/** 打印函数 */
void Print_Ar(int* br, int n)
{assert(br != nullptr);for (int i = 0; i < n; ++i){printf("%4d ", br[i]);if ((i + 1) % 10 == 0)             // 一行打印 10 个元素{printf("\n");}}printf("\n");
}

3.2 初始化函数：Init_Ar（）

①. 思想：随机生成 100 个数值，数值范围为 0 - 100，存放到数组中。因调用查询函数进行查询是否有重复值，该算法时间复杂度较高，效率较低，故采用查表法。生成的数值即为表 table 的下标，表 table 初始值均为 0，如果当前下标表中没有存放数据，则将该随机数存放到数组中，然后将表中的 0 变为 1，说明已经存放数据。

②. 源程序

/** 初始化 生成随机数 */
void Init_Ar(int* br, int n)
{assert(br != nullptr);/** 查表法 */int i = 0;int table[ARSIZE + 1] = {};              // 新建表 table 范围 0 ... 100 表中数据均为为 0while (i < n){int tmp = rand() % RANDSIZE + 1;  // 生成随机数 0 ... 100if (table[tmp] == 0)                // 如果当前下标表中没有存放数据  tmp 为 table 的下标{br[i] = tmp;                    // 则将该随机数存放到数组中++i;table[tmp] = 1;                   // 将表中的 0 变为 1 说明已经存放数据}}
}

3.3 冒泡排序函数：BubbleSort（）

①. 算法思想：冒泡排序 n 个元素比较 n - 1 趟，该趟中比较 n - i 次。若前面一个元素大于后面一个元素，则这两个元素进行交换。提前设标记 tag，如果需要交换则改变标记，如果不需要交换（即标记 tag 未改变），则退出当前循环，进行下一趟的比较，直到排序完成。

②. 源程序

/** 冒泡排序 */
void BubbleSort(int* br, int n)
{assert(br != nullptr);                        // 断言机制 br 不为空 则继续执行下面代码 运行时检查 如果为假则不执行后面代码for (int i = 1; i < n; ++i)                    // n 个数比较 n - 1 趟 {bool tag = true;                        // 标记 tagfor (int j = 0; j < n - i; ++j)          // 该趟中比较 n - i 次{if (br[j] > br[j + 1])             // 若前面元素大于后面元素 则两两交换{Sweap_Int(&br[j], &br[j + 1]);    // 调用交换函数进行交换tag = false;                  // 交换则改变标记}}if (tag)                                // 如果不用交换（即标记 tag 未被改变）则退出当前循环{break;}}
}

3.4 交换函数：Sweap_Int（）

①. 思想：交换函数进行交换，使用指针变量进行交换，调用交换函数时，改变指针所指向的值，可以实现交换。

②. 源程序

/** 交换函数 */
void Sweap_Int(int* ar, int* br)
{assert(ar != nullptr && br != nullptr);int tmp = *ar;*ar = *br;*br = tmp;
}

3.5 主函数：main（）

/** 主函数 */
int main()
{const int n = 100;        // 常整型 只可读不可写 int ar[n] = {};          // 整型数组 ar 未初始化Init_Ar(ar, n);      // 调用初始化函数 生成随机数printf("排序前：\n");Print_Ar(ar, n);BubbleSort(ar, n);        // 调用排序函数 对生成的随机数进行排序printf("排序后：\n");Print_Ar(ar, n);     // 调用打印函数 进行输出打印return 0;
}

4. 项目源代码

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>/**
* 要求：
* 定义大小为 100 的整型数组
* 使用随机函数给数组元素赋值 数值范围为 0 - 100 不允许重复
* 并用冒泡排序进行排序
*/
#define RANDSIZE 100                        // 宏定义 随机数大小 100
#define ARSIZE 100                          // 宏定义 数组大小 100/** 交换函数 */
void Sweap_Int(int* ar, int* br)
{assert(ar != nullptr && br != nullptr);int tmp = *ar;*ar = *br;*br = tmp;
}/** 冒泡排序 */
void BubbleSort(int* br, int n)
{assert(br != nullptr);                        // 断言机制 br 不为空 则继续执行下面代码 运行时检查 如果为假则不执行后面代码for (int i = 1; i < n; ++i)                    // n 个数比较 n - 1 趟 {bool tag = true;                        // 标记 tagfor (int j = 0; j < n - i; ++j)          // 该趟中比较 n - i 次{if (br[j] > br[j + 1])             // 若前面元素大于后面元素 则两两交换{Sweap_Int(&br[j], &br[j + 1]);    // 调用交换函数进行交换tag = false;                  // 交换则改变标记}}if (tag)                                // 如果不用交换（即标记 tag 未被改变）则退出当前循环{break;}}}/** 查询函数 */
/**
int FindValue(int* br, int n, int val)
{assert(br != nullptr);int pos = -1;for (int i = 0; i < n; ++i){if (br[i] == val)                 // 找到查询的值{pos = i;                     // 当前下标break;}}return pos;                              // 找到返回当前下标 没找到返回 -1
}
*//** 初始化 生成随机数 */
void Init_Ar(int* br, int n)
{assert(br != nullptr);/** 代码改进 查表法 */int i = 0;int table[ARSIZE + 1] = {};             // 新建表 table 范围 0 ... 100 表中数据均为为 0while (i < n){int tmp = rand() % RANDSIZE + 1;  // 生成随机数 0 ... 100if (table[tmp] == 0)                // 如果当前下标表中没有存放数据  tmp 为 table 的下标{br[i] = tmp;                    // 则将该随机数存放到数组中++i;table[tmp] = 1;                   // 将表中的 0 变为 1 说明已经存放数据}}/** 时间复杂度较高 效率较低int i = 0;while (i < n){int tmp = rand() % RANDSIZE + 1;     // 生成随机数 1 ... 100//等价于 ==>  *(br + i) = rand() % RANDSIZE + 1;if (FindValue(br, n, tmp) == -1)       // 避免生成的随机数相同 没找到相同的值则将该值输入到数组里{br[i] = tmp;++i;}}*/
}/** 打印函数 */
void Print_Ar(int* br, int n)
{assert(br != nullptr);for (int i = 0; i < n; ++i){printf("%4d ", br[i]);if ((i + 1) % 10 == 0)             // 一行打印 10 个元素{printf("\n");}}printf("\n");
}/** 主函数 */
int main()
{const int n = 100;        // 常整型 只可读不可写 int ar[n] = {};          // 整型数组 ar 未初始化Init_Ar(ar, n);      // 调用初始化函数 生成随机数printf("排序前：\n");Print_Ar(ar, n);BubbleSort(ar, n);        // 调用排序函数 对生成的随机数进行排序printf("排序后：\n");Print_Ar(ar, n);     // 调用打印函数 进行输出打印return 0;
}

运行结果