引入
我们在学习排序的时候,第一个接触到的应该都是冒泡排序,我们先来复习一下冒泡排序的代码,来作为一个铺垫和引入。
代码如下:
#include<stdio.h> 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; } } } } int main() { int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0 }; int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); bubble_sort(arr, sz); int i = 0; for (i = 0; i < sz; i++) { printf("%d ", arr[i]); } return 0; }
很简单的一种排序方法,但我们可以发现一个问题,那就是冒泡排序不够通用,它只能用于整型数组的排序,如果我要排序float类型,或者排序结构体要怎么办呢。
下面,我们就来介绍一个比较万能的排序函数,qsort函数
简介
先来简单了解一下qsort函数的各个部分
语法格式
它的固定格式如下:
int cmp_int(const void* e1, const void* e2) { }
注意:他的格式是固定的,比如返回值类型必须是int类型,形参的类型也是固定的,只有返回值的部分是自己编写的,也就是说,当返回值类型不是int的时候,我们需要进行强制类型转换或者手动将其返回值改成int类型
(这在下文会详细说明)
参数解释
在调用函数时,传参格式如下:
void qsort(void* base, size_t num, size_t width, int (*cmp)(const void* e1, const* e2) );
可以看一下这张图,里面讲解了qsort函数的各个参数分别表示的是什么,
base:起始位置,待排序数组的首元素地址 num:数组的大小,单位是元素,待排序数组的元素个数
width:元素大小,单位是字节,待排序数组的单个元素的大小 cmp:函数指针(比较函数:compare
function),比较两个元素的函数的地址
解释:对于不同类型元素的比较的方法是不同的,此处就是将两个元素的比较方法写成函数,传到qsort函数中,然后使用指针cmp进行调用
e1和e2可以简单地认为是要比较的两个元素的地址,(下面会做补充说明)
对void *的解释
先抛出一个问题:下面这个代码有什么问题
int main() { int a = 0; int *pa = &a; char* pc = &a; return 0; }
问题就是:第四行和第五行:此处虽然可以存储,但会报警告:从“int *”
到“char *”的类型不兼容。
那么,我们这时就可以使用,void *(无指针类型)来解决这个问题
void* p = &a; //void *类型的指针可以接收任意类型的地址
此处就可以很好地解释qsort函数的第一个参数:void* base
补充:
对于void *类型的指针无法进行解引用
因为不知道进行解引用之后,要访问几个字节
同理,也无法进行无符号型的指针与整数的运算
那么,在qsort函数中,如何比较e1与e2呢
可以将二者强制转换成所需的类型(代码中会提到这一点)
返回值
下图是英文版的介绍
对qsort函数返回值的解释
当e1<e2,返回值小于0
当e1=e2,返回值等于0
当e1>e2 返回值大于0
提示:所以可以利用这个规律将不是int类型的返回值手动变成int型(下文float类型那里会详细说明)
使用
此处我们举三个例子,分别是int、float和结构体类型变量的比较
int类型
明确需要
我们需要三个函数:main函数(调用test函数),test函数(调用qsort函数、打印最终结果),和cmp_int函数(提供元素的比较方法)
test函数
1.创建数组
2.计算大小
3.调用qsort函数
4.打印最终结果
cmp_int函数
照着前面的固定格式,然后返回值那里就直接用
(这里我一写*,他就识别成斜体,大家直接看下面的代码吧…)
最终代码
#include<stdlib.h> int cmp_int(const void* e1, const void* e2) { return *(int*)e1 - *(int*)e2; } void test1() { int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0 }; int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int); int i = 0; for (i = 0; i < sz; i++) { printf("%d ", arr[i]); } printf("\n"); } int main() { test1(); return 0; }
还是比较好理解的,就不做过多解释了
float类型
对于cmp_float函数的说明
问题
我们知道cmp_float函数的返回值必须是int类型的,但,
*(float*)e1 - *(float*)e2
的返回类型是float类型,在运行时会报一个警告:return”: 从“float”转换到“int”,可能丢失数据,
此处提供两种解决方法:
1.使用if else语句手动判断大小并根据情况分别返回一个负数、0、一个正数
代码如下:
if (*(float*)e1 > *(float*)e2) { return 1; } else if (*(float*)e1 == *(float*)e2) { return 0; } else { return -1; }
2.使用强制类型转换,转换成int类型
最终代码
#include<stdlib.h> int cmp_float(const void* e1, const void* e2) { return *(float*)e1 - *(float*)e2; } void test2() { float f[] = { 9.0, 8.0, 7.0, 6.0 ,5.0 ,4.0 ,3.0, 2.0, 1.0 }; int sz = sizeof(f) / sizeof(f[0]); qsort(f, sz, sizeof(f[0]), cmp_float); int i = 0; for (i = 0; i < sz; i++) { printf("%.3f ", f[i]); } } int main() { test2(); return 0; }