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C语言---qsort的介绍和模拟实现

2023-02-09 164
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简介： C语言---qsort的介绍和模拟实现

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前言

今天给大家介绍C语言中一个比较好用的函数qsort函数以及我们模拟实现qsort函数的过程。

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、qsort函数介绍

示例：pandas 是基于NumPy 的一种工具，该工具是为了解决数据分析任务而创建的。
这里是qsort函数的介绍，在下面简单的给大家翻译介绍一下

二、qsort的作用

首先最上面说到它的作用，执行一个快速排序，qsort函数是一个排序函数，它的底层排序算法是快速排序。

想要了解快速排序的可以去这里学习，链接已经附上，快去学习吧~

三、qsort的参数

void qsort( void *base, size_t num, size_t width, int (__cdecl *compare )(const void *elem1, const void *elem2 ) );`

接着就是它的返回值和参数，我们可以看到这长长的一串，看着就头疼，不过也没大家想象的那么复杂，给大家介绍一下大家就明白了。

首先看我们的第一个参数base，就是一个我们待排序的数组，接着就是num，顾名思义就是我们数组元素的的大小，待排序元素的个数，然后就是width参数，也就是我们待排元素中每个元素的大小，最后就是int (__cdecl *compare )(const void *elem1, const void *elem2 )这是一个回调函数，其中compare是一个函数指针，函数的两个参数分别是elem1和elem2（类型是void*）返回值是int类型，最后qsort的返回类型是void型。

四、qsort的用法

4.1排序整形数组

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
//整数的比较
int cmp1(const void* e1, const void* e2)
{
   
    return *((int*)e1) - *((int*)e2);
}
//测试整数
void test1()
{
   
    int arr[5] = {
    5,4,3,2,1 };
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp1);
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
   
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");

}
int main()
{
   
    test1();
    return 0;
}

在这里插入图片描述

4.2排序其他类型

//浮点数的比较
int cmp2(const void* e1, const void* e2)
{
   
    return *((double*)e1) - *((double*)e2);
}
//字符的比较
int cmp3(const void* e1, const void* e2)
{
   
    return *((char*)e1) - *((char*)e2);
}
//字符串的比较
int cmp4(const void* e1, const void* e2)
{
   
    return strcmp(*(char**)e1, *(char**)e2);
}
//结构体数字比较
int cmp5(const void* e1, const void* e2)
{
   
    return ((struct Stu*)e1)->age - ((struct Stu*)e2)->age;
}
//结构体字符串比较
int cmp6(const void* e1, const void* e2)
{
   
    return strcmp(((struct Stu*)e1)->name, ((struct Stu*)e2)->name);
}

五、模拟实现qsort函数

由于目前考虑让更多人理解qsort函数的使用，所以博主就打算带着大家，利用泡泡排序的思路来详细讲解qsort

5.1主函数书写

int main()
{
   
    int arr[]={
   9,8,7,6,5,4,3,2,1,0};

    int sz=sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);

    //四个参数对标qsort的四个参数
    bubble_sort(arr,sz,sizeof(arr[0]),cmp_int);

    for(int i=0;i<sz;i++)
    {
   
        printf("%d ",arr[i]);
    }

    return 0;
}

5.2泡泡排序的书写

void bubble_sort(void* base,int sz,int width,int (cmp_int)(const void* e1,const void* e2))
{
   
    int i=0;
    for(i=0;i<sz-1;++i)
    {
   
        int j=0;
        for(j=0;j<sz-i-1;++j)
        {
   
            if(cmp_int((char*)base+j*width,(char*)base+(j+1)*width)>0)
            {
   
                Swap((char*)base+j*width,(char*)base+(j+1)*width,width);
            }
        }
    }
}

在这里插入图片描述

5.3比较函数和交换函数的实现

int cmp_int(const void* e1,const void* e2)
{
   
    return *(int*)e1- *(int*)e2;
}

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++;
    }
}

在这里插入图片描述

5.4整形数组排序的总代码

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>

int cmp_int(const void* e1,const void* e2)
{
   
    return *(int*)e1- *(int*)e2;
}

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++;
    }
}

void bubble_sort(void* base,int sz,int width,int (cmp_int)(const void* e1,const void* e2))
{
   
    int i=0;
    for(i=0;i<sz-1;++i)
    {
   
        int j=0;
        for(j=0;j<sz-i-1;++j)
        {
   
            if(cmp_int((char*)base+j*width,(char*)base+(j+1)*width)>0)
            {
   
                Swap((char*)base+j*width,(char*)base+(j+1)*width,width);
            }
        }
    }
}

int main()
{
   
    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);

    for(int i=0;i<sz;i++)
    {
   
        printf("%d ",arr[i]);
    }

    return 0;
}

5.5所有类型数组的排序代码总结

在这里插入图片描述

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
struct Stu
{
   
    int age;
    char name[20];
};
//整数的比较
int cmp1(const void* e1, const void* e2)
{
   
    return *((int*)e1)-*((int*)e2);
}
//浮点数的比较
int cmp2(const void* e1, const void* e2)
{
   
    return *((double*)e1) - *((double*)e2);
}
//字符的比较
int cmp3(const void* e1, const void* e2)
{
   
    return *((char*)e1) - *((char*)e2);
}
//字符串的比较
int cmp4(const void* e1, const void* e2)
{
   
    return strcmp(*(char**)e1, *(char**)e2);
}
//结构体数字比较
int cmp5(const void* e1, const void* e2)
{
   
    return ((struct Stu*)e1)->age - ((struct Stu*)e2)->age;
}
//结构体字符串比较
int cmp6(const void* e1, const void* e2)
{
   
    return strcmp(((struct Stu*)e1)->name, ((struct Stu*)e2)->name);
}

//模拟实现qsort函数
void swap(char* ch1, char* ch2, int sz)
{
   
    for (int i = 0; i < sz; i++)
    {
   
        char tem = *ch1;
        *ch1 = *ch2;
        *ch2 = tem;
        ch1++;
        ch2++;
    }
}
void bubble_sort(void* arr, int num, int size, int (*cmp)(const void* e1, const void* e2))
{
   
    for (int i = 0; i < num; i++)
    {
   
        for (int j = 0; j < num - i - 1; j++)
        {
   
            //cmp((char*)arr + j * size, (char*)arr + (j + 1) * size)
            if (cmp((char*)arr + j * size, (char*)arr + (j + 1) * size))
            {
   
                swap((char*)arr + j * size, (char*)arr + (j + 1) * size, size);
            }
        }
    }
}
//测试整数
void test1()
{
   
    int arr[5] = {
    5,4,3,2,1 };
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp1);
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
   
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");

}

//测试浮点数
void test2()
{
   
    double arr[5] = {
    2.5,2.3,3.8,6.1,0.2 };
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp2);
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
   
        printf("%.1lf ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}
//测试字符
void test3()
{
   
    char arr[5] = {
    'e','f','o','a','q' };
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp3);
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
   
        printf("%c ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}
//测试字符串
void test4()
{
   
    char* arr[] = {
    "shan","huani","ajfie","deygufefb" };
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp4);
    for (int i = 0; i < sz; i++)
    {
   
        printf("%s ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}
//测试结构体中的排序
void test5()
{
   
    struct Stu arr[4] = {
    {
   11,"uheriu"},{
   37,"iuehen"},{
   8,"aouenioon"},{
   22,"ming"} };
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp5);
    for (int i = 0; i < sz; i++)
    {
   
        printf("%d ", arr[i].age);
    }
    printf("\n");
    bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp6);
    for (int i = 0; i < sz; i++)
    {
   
        printf("%s ", arr[i].name);
    }
}
int main()
{
   
    test1();
    test2();
    test3();
    test4();
    test5();
    return 0;
}

总结

我是夏目浅石，希望和你一起学习进步，刷题无数！！！希望各位大佬能==一键三连==支持一下博主，hhhh~我们下期见喽

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==如果无聊的话，就来逛逛我的博客栈吧==

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