排序函数qsort和sort那点事

简介: 排序函数qsort和sort那点事

前言

咱们初学编程的可能最先接触的算法就是排序算法了吧,不知道你是不是被正在被各种排序算法折磨着😭,没关系咱们可以调用排序函数啊🥰,不管是c语言还是c++都提供不同的排序函数,通过调用这些函数,可以让你刷题更快呀!一起来看看吧!


qsort函数(c语言用)

它是C语言中自带函数库中的一个函数,包含在  头文件中


下面是 qsort() 函数的声明☺


void qsort(void *base, size_t nitems, size_t size, int (*compar)(const void *, const void*));


各参数及其说明

base -- 指向要排序的数组的第一个元素的指针

nitems -- 由 base 指向的数组中元素的个数

size -- 数组中每个元素的大小(以字节为单位)

compar -- 用来比较两个元素的函数,即函数指针(比较算法的回调函数)


参数compar详细说明

compar参数指向一个比较两个元素的函数。比较函数的原型应该像下面这样。注意两个形参必须是const void *型🤔,同时在调用compar 函数(compar实质为函数指针,这里称它所指向的函数也为compar)时,传入的实参也必须转换成const void *型。在compar函数内部会将const void *型转换成实际类型,见下文。


int compar(const void *p1, const void *p2);


如果compar返回值小于0(< 0),那么p1所指向元素会被排在p2所指向元素的前面

如果compar返回值等于0(= 0),那么p1所指向元素与p2所指向元素的顺序不确定

如果compar返回值大于0(> 0),那么p1所指向元素会被排在p2所指向元素的后面


听到这是不是感觉有点懵😬,没关系其实你只要记住下面的cmp函数写法就能解决大部分问题😉


int cmp(const void *p1, const void *p2) {
    return (*(int *)p1) - (*(int *)p2);    //这是升序排序
}
int cmp(const void *p1, const void *p2) {
    return (*(int *)p2) - (*(int *)p1);    //这是降序排序
}
//注意再c语言中cmp函数返回值必须是int型传入的两个参数的类型必须都是const void*
//不要忘了对p1和p2进行强制类型转换,cmp函数的返回值
//是int型,所以要将本身是const void * 型的强制类型转换(int *)后再解引用*


我们知道了函数的原型后,那在刷题的时候我们怎么用这个函数呢?

比如我们想用qsort来排序这样一个数组:


int a[5] = {4, 5, 3, 2, 1};


我们需要这样写:


qsort(a, 5, sizeof(int), cmp);


然后在主函数前面加上我们的cmp函数


 int cmp(const void *p1, const void *p2) {
    return (*(int *)p1) - (*(int *)p2);
}
//注意再c语言中cmp函数返回值必须是int型传入的两个参数的类型必须都是const void*
//不要忘了对p1和p2进行强制类型转换,cmp函数的返回值
//是int型,所以要将本身是const void * 型的强制类型转换(int *)后再解引用*


这样数组 a 就会实现升序排列:


{1, 2, 3, 4, 5};


怎么样是不是写起来比冒泡排序、归并排序快多了🤭


qsort用法实例

/* qsort example */
#include <stdio.h>      /* printf */
#include <stdlib.h>     /* qsort */
int values[] = { 40, 10, 100, 90, 20, 25 };
int cmp (const void * a, const void * b)
{
  return ( *(int*)a - *(int*)b );    //升序
}
int main ()
{
  int n;
  qsort (values, 6, sizeof(int), cmp);
  for (n=0; n<6; n++)
     printf ("%d ",values[n]);
  return 0;
}

分析一下cmp函数。如果a小于b,则返回值为负数(< 0),也即a会排在b的前面。同理,若a大于b,则a会排在b的后面。所以,这里的qsort()为从小到大即升序排序。因此,运行结果为:10 20 25 40 90 100


如果想让数组降序排列,只需将cmp函数里的


return ( *(int*)a - *(int*)b );

改为


return ( *(int*)b - *(int*)a );

结合上文提到的compar参数的详细说明,想想为什么吧🤔


注意受函数排序规则的底层实现影响,c语言使用cmp函数必须这样写return ( *(int*)a - *(int*)b );而不能写成return ( *(int*)a < *(int*)b );(这样写编译器会报错的)😓


sort函数(用于c++)

sort函数包含在头文件为#include的c++标准库中,调用标准库里的排序方法可以实现对数据的排序😀


sort模板及其参数说明

void sort (RandomAccessIterator first, RandomAccessIterator last, Compare comp);

第一个参数first:是要排序的数组的起始地址


第二个参数last:是结束的地址(最后一个数据的后一个数据的地址)


第三个参数comp是排序的方法:可以是从升序也可是降序。如果第三个参数不写,则默认的排序方法是从小到大排序。


sort实例

1、对整型数组的排序

#include<stdio.h>
#include<algorithm>
using namespace std;
int main(){
  int a[6] = {8,6,4,1,3,9};
  //将a[0]~a[3]从小到大排序
  sort(a,a+4);               //sort第三个参数是选填的,不填默认升序
  for(int i = 0;i < 6;i++){
    printf("%d",a[i]);
  }
  return 0;
}
运行结果:
1 4 6 8 3 9


2、对于字符数组的排序,默认为字典序


#include<stdio.h>
#include<algorithm> 
using namespace std;
int main(){
  char a[] = {'K','H','T','A'};
  sort(a,a+4);
  for(int i = 0;i < 4;i++){
    printf("%c",a[i]);
  }
  return 0;
} 
运行结果:
AHKT


以上两个例子都没有定义cmp函数,那如果自定义cmp函数会怎么样呢😜?


3、对int型数组从大到小排序:

#include<stdio.h>
#include<algorithm>
using namespace std;
bool cmp(int a,int b){
  return a > b;//意:设定排序规则为从大到小排序 
}
int main(){
  int a[6] = {8,6,4,1,3,9}; 
  sort(a,a+6,cmp);//使用cmp函数
  for(int i = 0;i < 6;i++){
    printf("%d",a[i]);
  }
  return 0;
}
运行结果:
9 8 6 4 3 1


4、对于char型数组从大到小排序:

#include<stdio.h>
#include<algorithm> 
using namespace std;
bool cmp(char a,char b){
  return a > b;
}
int main(){
  char a[] = {'K','H','T','A'};
  sort(a,a+4,cmp);
  for(int i = 0;i < 4;i++){
    printf("%c",a[i]);
  }
  return 0;
} 
运行结果:
TKHA



注意 :

qsort和sort函数都是基于快速排序实现的,而快排是不稳定排序😓


不稳定性是指,对于指定区域内相等的元素,sort函数可能无法保证数据的元素不发生相对位置不发生改变。
 这对于普通的排序问题可能没有影响,比如对于
  2 2 3 1 5
  排序后
 1 2 2 3 1 5 (排序前第一个二可能在这里是第二个2)
 但是在这里,这些2么有其他含义,对题解影响不大
 !!!但是要注意
 假如上述两个2风别代表月份和日
 那这里可能就会产生歧义


也是因为这个特点,直接用sort或qsort函数做oj上的一些特别的题时,可能会出现输出结果正确但一提交就不对这种情况(我就被这所谓的不稳定排序坑了好几次😵)大家要根据题意合理使用啊!🥰


你学会了吗?快去刷几道题试试吧!  


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