C — 快排函数 qsort 的用法

快排函数参数说明

qsort(s,n,sizeof(s[0]),cmp)

s 需要排序的数组名
n 数组中元素的个数
sizeof() 返回一个元素的 size
cmp 比较函数，具体见下文

比较函数

典型的比较函数定义是

int cmp(const void *a,const void *b)

其中，函数名 cmp 和参数名 a, b 都是可以自定义的，但类型必须是 const void * 型。
函数返回值必须是 int 型，如果需要结尾为升序，则在 a > b 的情况下返回正值，反之返回负值。
例如最常见的对 int 数组进行排序的比较函数写法如下：

int cmp(const void *a, const void *b) {
    return (*(int *) a - *(int *) b);
}

对于 double 数组而言，由于两个 double 类型数不能直接判断相等，因此我们可以处理为只返回 1 和 -1，或者增加其他判断语句来返回0的情况，这里我们简单的作只返回 -1 和 1 作为例子：

int cmp(const void *a, const void *b) {
    return ((*(double *) a - *(double *) b > 0) ? 1 : -1);
}

那么当需要对二维数组排序时，可以用如下代码实现，也可以直接定义为结构体，推荐后者。本代码中，如果第一维值相等，则继续比较第二维的大小，可以根据实际情况修改。

int cmp(const void *a,const void *b)
{
    int *c = (int *)a;
    int *d = (int *)b;
    if(*c != *d)
        return *c - *d;
    return *(c+1) - *(d+1);
}

完整示例源码

#include 
#include 

int s[10000], n, i;

int cmp(const void *a, const void *b) {
    return (*(int *) a - *(int *) b);
}

int main() {
    scanf("%d", &n);
    for (i = 0; i < n; i++) scanf("%d", &s[i]);

    qsort(s, n, sizeof(s[0]), cmp);

    for (i = 0; i < n; i++) printf("%d ", s[i]);

    return (0);
}

快排函数实现源码

void qsort(int a[], int low, int high) {
    if (low >= high) {
        return;
    }
    int first = low;
    int last = high;
    int key = a[first]; // 用字表的第一个记录作为枢轴

    while (first < last) {
        while (first < last && a[last] >= key) {
            --last;
        }

        a[first] = a[last]; // 将比第一个小的移到低端

        while (first < last && a[first] <= key) {
            ++first;
        }

        a[last] = a[first]; // 将比第一个大的移到高端

    }
    a[first] = key; // 枢轴记录到位
    qsort(a, low, first - 1);
    qsort(a, first + 1, high);
}

快排的不稳定性

1. 快排是不稳定的，这个不稳定一个表现在其使用的时间是不确定的，最好情况 (O(n)) 和最
   坏情况 (O(n^2)) 差距太大,我们一般说的 O(n·log(n)) 都是指的是其平均时间.

2. 快排是不稳定的,这个不稳定表现在如果相同的比较元素,可能顺序不一样,假设我们有
   这样一个序列 3, 3, 3 但是这三个3是有区别的,我们标记为 3a, 3b, 3c 快排后的结果不一定就是 3a, 3b, 3c 这样的排列,所以在某些特定场合我们要用结构体来使其稳定。

关于快排的技巧

1. 快排 qsort() 的第三个参数，推荐使用sizeof(s[0])，特别是对结构体,
   往往自己定义 2 * sizeof(int) 可能会出问题，用 sizeof(s[0]) 既方便又保险。

2. 如果要对数组进行部分排序，比如对一个 s[n] 的数组排列其从 s[i] 开始的 m 个元素，只需要
   在第一个和第二个参数上进行一些修改，例如 qsort(&s[i], m, sizeof(s[i]), cmp)。