C语言-指针进阶-qsort函数的学习与模拟实现(9.3

简介: C语言-指针进阶-qsort函数的学习与模拟实现(9.3

思维导图:


回调函数

什么是回调函数?


回调函数是一个通过函数指针调用的函数。


将一个函数指针作为参数传递给一个函数,当这个指针被用来调用所指向函数时,


我们就将此称为回调函数。


在举例之前,我们先学习一个C语言的库函数qsort。        


qsort函数介绍

qsort函数是一个排序函数,可以帮助我们排序。


我们为什么要学习这样一个函数呢?


我们对一个整形数组进行排序:


例:


#include 
void print(int arr[], int sz)
{
  int i = 0;
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
  printf("%d ", arr[i]);
  }
}
void bubble_sort(int arr[], int sz)
{
  int i = 0;
  for (i = 0; i < sz - 1; i++)
  {
  int j = 0;
  for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
  {
    if (arr[j] > arr[j + 1])
    {
    int tmp = arr[j];
    arr[j] = arr[j + 1];
    arr[j + 1] = tmp;
    }
  }
  }
}
void test()
{
  int arr[] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
  int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  bubble_sort(arr, sz);//冒泡排序
  print(arr, sz);//打印
}
int main()
{
  test();//分装函数
  return 0;
}


输出:


输出:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

但是如果我们想对一个结构体进行排序,冒泡排序就承担不了这个任务了,


(不止结构体,像浮点数啊,字符数组啊,冒泡排序都无法工作)


这个时候,我们就能使用qsort函数帮我们排序。


我们可以通过cplusplus学习一下这个函数:



通过阅读介绍,我们得知qsort的功能:


对数组中由指针指向的元素进行排序,根据每个元素字节长度,使用函数确定顺序。


此函数使用的快速排序算法通过调用指定的函数来比较元素,并将指向它们的指针作为参数。


该函数不返回任何值,但通过重新排序数组的元素来修改指向的数组的内容。


以及使用该函数需要传递的参数:


int main()
{
  void qsort(void* base, size_t num, size_t size,
  int (*compar)(const void*, const void*));
  //一个指针,两个无符号整数,一个函数指针
  return 0;
}

这个库函数需要调用的头文件是:


以及各个参数的不同意思:


#include 
int main()
{
  void qsort(void* base, 
  size_t num, 
  size_t size,
  int (*compar)(const void*, const void*));
  //void*base是指向要排序的数组的第一个对象的指针,转换为void*类型
  //size_t num是数组中的元素数
  //size_t size是数组中每个元素的大小(以字节为单位)
  //int (*compar)(const void*, const void*))是指向比较两个元素的函数的指针
  return 0;
}


这样,我们就能使用qsort函数帮助我们排序了:


例:


#include 
#include 
struct Stu
{
  char name[20];
  int age;
};
int cmp_stu_by_age(const void* e1, const void* e2)
{
  return ((struct Stu*)e1)->age - ((struct Stu*)e2)->age;
  //如果e1 > e2则返回>O的数
  //如果e1 = e2则返回0
  //如果e1 < e2则返回<0的数
}
void print(struct Stu* s, int sz)
{
  int i = 0;
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
  printf("%s %d岁\n", (&s[i])->name,(&s[i])->age);
  }
}
void test()
{
  struct Stu s[3] = { {"张三",20}, {"李四", 50}, {"王五", 33} };
  int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
  qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_stu_by_age);//排序
  print(s, sz);//打印函数
}
int main()
{
  test();//分装函数
  return 0;
}

输出:


输出:

张三 20岁

王五 33岁

李四 50岁

利用qsort函数,我们成功给结构体排序了。


模拟实现qsort

在模拟实现qsort时,我们就要用到回调函数的思想:


例:

#include 
#include 
int cmp_int(const void* e1, const void* e2)
{
  return *(int*)e1 - *(int*)e2;
  //如果e1 > e2则返回>O的数
  //如果e1 = e2则返回0
  //如果e1 < e2则返回<0的数
}
//通过交换每个字节的形式,以达成交换两个数的值的目的
void Swap(char* buf1, char* buf2, int width)
{
  int i = 0;
  for (i = 0; i < width; i++)
  {
  char tmp = *buf1;
  *buf1 = *buf2;
  *buf2 = tmp;
  buf1++;
  buf2++;
  }
}
                                                      //这里将cmp_int函数的指针传参
void bubble_sort(void* base, size_t sz, size_t width, int (*cmp)(const void* e1, const void* e2))
{
  //趟数
  size_t i = 0;
  for (i = 0; i < sz - 1; i++)
  {
  //一趟冒泡排序的过程
  size_t j = 0;
  for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
  {       //这里运用了回调函数,在冒泡排序函数里调用cmp_int函数,并判断
       //这里判断函数返回的值大于零就进入语句,排序后是升序数组
    if (cmp((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width) > 0)
    {
    //交换
    Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);
    }
  }
  }
}
void print(int arr[], int sz)
{
  int i = 0;
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
  printf("%d ", arr[i]);
  }
}
void test()
{
  int arr[] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
  int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);
  print(arr, sz);//打印函数
}
int main()
{
  test();//分装函数
  return 0;
}


输出:


输出:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

再用它来排序一下结构体数组也是可以的:


例:

#include 
#include 
struct Stu
{
  char name[20];
  int age;
};
int cmp_stu_by_age(const void* e1, const void* e2)
{
  return ((struct Stu*)e1)->age - ((struct Stu*)e2)->age;
  //如果e1 > e2则返回>O的数
  //如果e1 = e2则返回0
  //如果e1 < e2则返回<0的数
}
//通过交换每个字节的形式,以达成交换两个数的值的目的
void Swap(char* buf1, char* buf2, int width)
{
  int i = 0;
  for (i = 0; i < width; i++)
  {
  char tmp = *buf1;
  *buf1 = *buf2;
  *buf2 = tmp;
  buf1++;
  buf2++;
  }
}
                                                      //这里将cmp_int函数的指针传参
void bubble_sort(void* base, size_t sz, size_t width, int (*cmp)(const void* e1, const void* e2))
{
  //趟数
  size_t i = 0;
  for (i = 0; i < sz - 1; i++)
  {
  //一趟冒泡排序的过程
  size_t j = 0;
  for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
  {       //这里运用了回调函数,在冒泡排序函数里调用cmp_int函数,并判断
       //这里判断函数返回的值大于零就进入语句,排序后是升序数组
    if (cmp((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width) > 0)
    {
    //交换
    Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);
    }
  }
  }
}
void print(struct Stu* s, int sz)
{
  int i = 0;
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
  printf("%s %d岁\n", (&s[i])->name,(&s[i])->age);
  }
}
void test()
{
  struct Stu s[3] = { {"张三",20}, {"李四", 50}, {"王五", 33} };
  int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
  bubble_sort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_stu_by_age);
  print(s, sz);//打印函数
}
int main()
{
  test();//分装函数
  return 0;
}


输出:


输出:

张三 20岁

王五 33岁

李四 50岁

写在最后:

以上就是本篇文章的内容了,感谢你的阅读。


如果喜欢本文的话,欢迎点赞和评论,写下你的见解。


如果想和我一起学习编程,不妨点个关注,我们一起学习,一同成长。


之后我还会输出更多高质量内容,欢迎收看。


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