用冒泡排序模拟C语言中的内置快排函数qsort!

简介: 用冒泡排序模拟C语言中的内置快排函数qsort!

1.回调函数的介绍


这里首先介绍一下回调函数的概念~


回调函数是使用函数指针(地址)调用的函数。


如果我们把一个函数的指针(地址)作为一个参数传递给另一个函数,当我们通过指针找到这个函数并对其进行调用时,这个被调用的函数就是回调函数。


回调函数不是由该函数的实现方直接调用,而是在特定的事件或条件发生时由另外的一方调用的,用于对该事件或条件进行响应

#include<stdio.h>
test(void (*print)())
{
  print();
}
void print()
{
  printf("这是一个回调函数\n");
}
int main()
{
  test(print);
  return 0;
}

2. 回调函数实现转移表


现在我们来实现一个简单的计算器~

#include <stdio.h>
int add(int a, int b)
{
return a + b;
}
int sub(int a, int b)
{
return a - b;
}
int mul(int a, int b)
{
return a * b;
}
int div(int a, int b)
{
return a / b;
}
int main()
{
int x, y;
int input = 1;
int ret = 0;
do
{
printf("*************************\n");
printf(" 1:add 2:sub \n");
printf(" 3:mul 4:div \n");
printf(" 0:exit \n");
printf("*************************\n");
printf("请选择:");
scanf("%d", &input);
switch (input)
{
case 1:
printf("输⼊操作数:");
scanf("%d %d", &x, &y);
ret = add(x, y);
printf("ret = %d\n", ret);
break;
case 2:
printf("输⼊操作数:");
scanf("%d %d", &x, &y);
ret = sub(x, y);
printf("ret = %d\n", ret);
break;
case 3:
printf("输⼊操作数:");
scanf("%d %d", &x, &y);
ret = mul(x, y);
printf("ret = %d\n", ret);
break;
case 4:
printf("输⼊操作数:");
scanf("%d %d", &x, &y);
ret = div(x, y);
printf("ret = %d\n", ret);
break;
case 0:
printf("退出程序\n");
break;
default:
printf("选择错误\n");
break;
}
} while (input);
return 0;
}


我们可以很容易的观察到上述代码有一部分是多次重复的~


这部分只有函数的调用是不一样的,所以我们是不是可以把这部分封装成一个函数calc(),在calc函数中调用不同的加减乘除函数就行了呢~

#include <stdio.h>
int add(int a, int b)
{
  return a + b;
}
int sub(int a, int b)
{
  return a - b;
}
int mul(int a, int b)
{
  return a * b;
}
int div(int a, int b)
{
  return a / b;
}
void cacl(int(*p)(int x, int y))
{
  int x = 0;
  int y = 0;
  printf("输入操作数:");
  scanf("%d %d", &x, &y);
  int ret = p(x, y);
  printf("ret = %d\n", ret);
}
 
int main()
{
  int input = 1;
  do
  {
    printf("*************************\n");
    printf(" 1:add 2:sub \n");
    printf(" 3:mul 4:div \n");
    printf(" 0:exit \n");
    printf("*************************\n");
    printf("请选择:");
    scanf("%d", &input);
    switch (input)
    {
    case 1:
      cacl(add);
      break;
    case 2:
      cacl(sub);
      break;
    case 3:
      cacl(mul);
      break;
    case 4:
      cacl(div);
      break;
    case 0:
      printf("退出程序\n");
      break;
    default:
      printf("选择错误\n");
      break;
    }
  } while (input);
  return 0;
}


3. 冒泡排序的实现


常见的排序有插入排序、选择排序、希尔排序、冒泡排序、快速排序等等~


在讲qsort前,这里我们先了解一下冒泡排序~


顾名思义,冒泡排序就是让元素像泡泡一样慢慢往上移动~


这里我用C语言来实现一下~

void bull_sort(int* arr,int len)
{
  assert(arr);//判断指针的有效性
  for (int i = 0; i < len - 1; i++)
  {
    int flag = 1;//假设已经有序
    for (int j = 0; j < len - 1 - i; j++)
    {
      if (arr[j] > arr[j + 1])
      {
        int tmp = arr[j];
        arr[j] = arr[j + 1];
        arr[j + 1] = tmp;
        flag = 0;
      }
    }
    if (flag == 1)
      break;
  }
}
int main()
{
  int arr[] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
  int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  bull_sort(arr, len);
  for (int i = 0; i < len; i++)
  {
    printf("%d ", arr[i]);
  }
  return 0;
}


运行效果~


4. qsort的介绍和使用


接下来我们就来看看qsort啦~


注意我们在使用qsort时要引入头文件#include<stdlib.h>


这里简单的举个栗子来使用一下qsort啦~

int cmp_int(const void* a, const void* b)
{
  assert(a && b);
  return *(int*)a - *(int*)b;
}
int main()
{
  int arr[] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
  int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  assert(arr);//判断指针的有效性
  qsort(arr, len, sizeof(arr[0]), cmp_int);
  for (int i = 0; i < len; i++)
  {
    printf("%d ", arr[i]);
  }
  return 0;;
}


效果如下~


我们还可以使用qsort比较结构体类型的变量!

我们通过结构体中的名字来比较结构体变量的大小~

struct S
{
  char name[20];
  int age;
};//定义一个结构体类型
int cmp_stu_by_age(const void* a,const void* b)
{
  return strcmp(((struct S*)a)->name, ((struct S*)b)->name);
}
int main()
{
  struct S student[3] = { {"zhangsan",18},{"lisi",17},{"wanglaowu",16} };//定义一个结构体数组并初始化
  int len = sizeof(student) / sizeof(student[0]);
  qsort(student, len, sizeof(student[0]), cmp_stu_by_age);
  return 0;
}


排序前~


排序后~


5. qsort的模拟实现


对比上面我们自己写的冒泡排序和C语言中的内置快排,我们会发现我们自己写的冒泡排序只能对int类型的数据进行排序(有局限性),而qsort却可以对任意类型的数据进行排序。


接下来这里我就使用冒泡排序的算法模拟实现qsort~

int cmp_int(const void* a, const void* b)
{
  assert(a && b);
  return *(int*)a - *(int*)b;
}
void swap(char* buf1,char* buf2,size_t num)//一个一个字节交换
{
  while (num--)
  {
    char tmp = *(buf1);
    *(buf1) = *(buf2);
    *(buf2) = tmp;
    buf1++;
    buf2++;
  }
}
void my_qsort(void* arr, size_t len, size_t num, int (*cmp_int)(const void*,const void*))
{
  assert(arr);//判断指针的有效性
  for (int i = 0; i < len - 1; i++)
  {
    int flag = 1;//假设已经有序
    for (int j = 0; j < len - 1 - i; j++)
    {
      if(cmp_int((char*)arr + j * num, (char*)arr + (j + 1) * num)>0);
      {
        swap(((char*)arr + j * num), ((char*)arr + (j + 1) * num),num);
        flag = 0;
      }
    }
    if (flag == 1)
      break;
  }
}
int main()
{
  int arr[] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
  size_t len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  my_qsort(arr, len, sizeof(arr[0]), cmp_int);
  for (int i = 0; i < len; i++)
  {
    printf("%d ", arr[i]);
  }
  return 0;
}


运行效果如下~

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