快速排序函数qsort介绍

来自：http://www.cnblogs.com/CCBB/archive/2010/01/15/1648827.html

C/C++中有一个快速排序的标准库函数 qsort ，在stdlib.h 中声明，其原型为：

void qsort(void *base, int nelem, unsigned int width, int ( * pfCompare)( const void *, const void *));

　　使用该函数，可以对任何类型的一维数组排序。该函数参数中，base 是待排序数组的起始地址，nelem 是待排序数组的元素个数，width 是待排序数组的每个元素的大小（以字节为单位），最后一个参数 pfCompare 是一个函数指针，它指向一个“比较函数”。排序就是一个不断比较并交换位置的过程。qsort 如何在连元素的类型是什么都不知道的情况下，比较两个元素并判断哪个应该在前呢？答案是，qsort 函数在执行期间，会通过pfCompare指针调用一个 “比较函数”，用以判断两个元素哪个更应该排在前面。这个“比较函数”不是C/C++的库函数，而是由使用qsort 的程序员编写的。在调用qsort 时, 将“比较函数”的名字作为实参传递给pfCompare。程序员当然清楚该按什么规则决定哪个元素应该在前，哪个元素应该在后，这个规则就体现在“比较函数”中。

qsort 函数的用法规定，“比较函数”的原型应是：int 函数名(const void * elem1, const void * elem2);该函数的两个参数，elem1 和elem2，指向待比较的两个元素。也就是说， * elem1 和* elem2 就是待比较的两个元素。该函数必须具有以下行为：

　　1) 如果 * elem1 应该排在 * elem2 前面，则函数返回值是负整数（任何负整数都行）。

　　2) 如果 * elem1 和* elem2 哪个排在前面都行，那么函数返回0

　　3) 如果 * elem1 应该排在 * elem2 后面，则函数返回值是正整数（任何正整数都行）。

例如：

#include
#include
#include

using namespace std;

int compare(const void *a, const void *b)
{
    int *pa = (int*)a;
    int *pb = (int*)b;
    return (*pa )- (*pb);  //从小到大排序
}

void main()
{
    int a[10] = {5, 6, 4, 3, 7, 0 ,8, 9, 2, 1};
    qsort(a, 10, sizeof(int), compare);
    for (int i = 0; i < 10; i++)
        cout << a[i] << " " << endl;
} 

再如：

下面的程序，功能是调用qsort 库函数，将一个unsigned int 数组按照个位数从小到大进行排序。比如 8，23，15 三个数，按个位数从小到大排序，就应该是 23，15，8：

#include
#include
int MyCompare( const void * elem1, const void * elem2
{
　　unsigned int * p1, * p2;
　　p1 = (unsigned int *) elem1;  //语句6
　　p2 = (unsigned int *) elem2;  //语句7
　　return (* p1 % 10) - (* p2 % 10 );  //语句8
}
#define NUM 5
int main()
{
　　unsigned int an[NUM] = { 8,123,11,10,4 };
　　qsort( an, NUM, sizeof(unsigned int), MyCompare);
　　for( int i = 0;i < NUM; i ++ )
　　　　printf("%d ", an[i]);
　　return 0;
} 

上面程序的输出结果是：
10 11 123 4 8

qsort 函数执行期间，需要比较两个元素哪个应在前面时，就以两个元素的地址作为参数，调用 MyCompare 函数。如果返回值小于0，则qsort 就得知第一个元素应该在前，如果返回值大于0，则第一个元素应该在后。如果返回值等于0，则哪个在前都行。
对语句6 解释如下：由于elem1 是 const void * 类型的，是void 指针，那么表达式“*elem1”是没有意义的。elem1 应指向待比较的元素，即一个unsigned int 类型的变量，所以要经过强制类型转换，将elem1 里存放的地址赋值给 p1，这样，* p1 就是待比较的第
一个元素了。语句7 同理。语句8 体现了排序的规则。如果 *p1 的个位数小于 *p2 的个位数，那么就返回负值。其他两种情况不再赘述。