qsort函数使用及其模拟实现

简介: qsort函数实现了一种快速排序算法,对num元素数组进行排序,每个元素的宽度为字节。参数基是指向要排序的数组基的指针。qsort用排序后的元素覆盖此数组。参数compare是指向用户提供的例程的指针,该例程比较两个数组元素,并返回指定它们之间关系的值。qsort在排序过程中调用比较例程一次或多次,每次调用时将指针传递给两个数组元素。

该文章将详细介绍教你如何正确的使用qsort及其函数模拟实现帮助你更快理解函数的使用


qsort库函数如何使用


qsort函数实现了一种快速排序算法,对num元素数组进行排序,每个元素的宽度为字节。参数基是指向要排序的数组基的指针。qsort用排序后的元素覆盖此数组。参数compare是指向用户提供的例程的指针,该例程比较两个数组元素,并返回指定它们之间关系的值。qsort在排序过程中调用比较例程一次或多次,每次调用时将指针传递给两个数组元素。


qsort函数的功能:快速排序


例子:


对整数排序:


#include <stdlib.h>
com_int是设计者自己根据比较什么类型的数据而设计的比较函数
int com_int(const void* e1,const void *e2)
{
  return *(int *)e1 - *(int *)e2;
}
int main()
{
  int arr[10] = { 10,9,8,7,6,5,4,3,2,1 };
  int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), com_int);
  int i;
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
    printf("%d ", arr[i]);
  }
  return 0;
}


结果:


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对结构体排序


1.按照年龄排序


struct Stu
{
  char name[20];
  int age;
};
int com_by_age(const void* e1, const void* e2)
{
  return ((struct Stu*)e1)->age - ((struct Stu*)e2)->age;
}
int main()
{
  struct Stu s[3] = { {"zhangsan",19},{"lisi",32},{"wangwu",25} };
  int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
  qsort(s, sz, sizeof(s[0]), com_by_age);
  int i;
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
    printf("%d ", s[i].age);
  }
  return 0;
}


结果:


c98029a591bd479da53b96e41c7839c3.png


2.按照姓名排序


#include <string.h>
struct Stu
{
  char name[20];
  int age;
};
int com_by_name(const void* e1, const void* e2)
{
  return strcmp(((struct Stu*)e1)->name, ((struct Stu*)e2)->name);
}
int main()
{
  struct Stu s[3] = { {"zhangsan",19},{"lisi",32},{"wangwu",25} };
  int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
  qsort(s, sz, sizeof(s[0]), com_by_name);
  int i;
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
    printf("%s ", s[i].name);
  }
  return 0;
}


结果:


2dc299ef5b114a39a20d984c58b590ad.png


qsort函数分析


qsort函数是用来 排序的,它可以排序各种类型的数据,使用的是快速排序算法


我们来一点点分析这个函数怎么使用:


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首先我们看一下


qsort函数的组成:返回值,参数,函数名等等。


fb50993b225147b48e9edd6d26e3d3e1.png


注意点:void*

(void *)
可以接收任何类型的指针,可以形象的比喻为垃圾桶,什么垃圾都可以
往里倒,当你也不知道要给函数传什么样类型的数据时,就可以先用void  *
来临时接收,这就是void *使用的好处 缺点: void *  无法使用,无
法参与运算,必须将其转化为明确的类型才可以使用,所以使用前要进行强制转化


62a12a3d6df84ee4a2a18306d575e566.png


因为qsort函数是可以对任意类型的数据比较,所以我们也不知道给qsort函数
传的是整形指针还是字符指针,所以qsort就用了一个void*来接收传过来的指针。
比较函数中也使用了void *来接收,道理同上,因为不知道传过来的是什么类型
的数据,所以先用void *类型存放。


模拟实现bubble_qsort函数


利用冒泡排序思想来改造qsort函数 bubble_sort


比较函数compare 是用来比较两个元素的大小,因为我们不知道元素是什么类型,所以我们用void接收,那怎么比较呢?


我们比较整数,可能有人会这样想 可以将base强制转化成整形呀,那这样就可以比比较了,但这样函数的功能就死了,只能比较整形了,所以我们将base指针强制转化成(char)类型的,那第一个元素的地址就是base,第二个元素的地址就是base+width,第三个元素的地址就是base+2width,因为我们要比较arr[j]和arr[j+1]的元素,所以我们可以将两个元素写成(char)base+jwidth,(char)base+(j+1)width


这就可以比较两两相邻的元素了调用比较函数com_int((char)base+jwidth,(char)base+(j+1)*width)进行比较,如果结果>0则要进行交换,那怎么交换呢?


我们将两个元素的地址传过去,再将一个元素的大小传过去,我们可以将两个元素每个字节都交换,最后两个元素就完成交换了。


int com_int(const void* e1, const void* e2)
{
  return *(int*)e1 - *(int*)e2;
}
void Swap( char* e1, char* e2,size_t width)
{
  int i;
  for (i = 0; i < width; i++)
  {
    char tmp = *e1;
    *e1 = *e2;
    *e2 = tmp;
    e1++;
    e2++;
  }
}


void bubble_qsort(void* base, size_t num, size_t width, int(*com_int)(const void* e1, const void* e2))
{
  int i, j;
  //利用冒泡排序思想
  for (i = 0; i < num - 1; i++)
  {
    for (j = 0; j < num - 1 - i; j++)
    {
      //比较函数,比较两个元素的大小,要将要比较的两个元素传给比较函数
      if (com_int((char*)base+j*width,(char*)base+(j+1)*width)>0)
      {
        //交换
        Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width,width);
      }
    }
  }
}


int main()
{
  int arr[10] = { 10,9,8,7,6,5,4,3,2,1 };
  int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  bubble_qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), com_int);
  int i;
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
    printf("%d ", arr[i]);
  }
  return 0;
}


结果如下:


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