快排函数 -- qsort函数（Quick Sort）

1.qsort函数简介

️qsort（）函数是C语言库函数中的一种排序算法，其用到的排序思想是快速排序（quicksort）。它的独特之处在于可以排序任意类型的数组元素（整型、浮点型、字符串和结构体类型）

可以参考一下 cplusplus 中的资料

1.1.函数原型

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

1.2.参数含义

void * base ： 指向了待排序数组的第一个元素（待排序数组的首地址）
size_t num ： 待排序的元素个数
size_t size ： 每个元素的大小（单位是字节）
int ( * compar ) ( const void * , const void * ) ： 是一个函数指针，指向一个函数，这个函数可以比较两个元素的大小

可以再参考一下 cplusplus 中的资料

2.比较函数介绍

使用qsort来排序整型数组，这里就由qsort函数的使用者来提供一个比较函数（自定义函数），这个比较函数能够比较2个整数的大小

两个参数表示所要比较元素的地址，之所以参数的接收类型为 void*（无具体类型指针） 是因为它可以接收任意类型的地址，比较元素的类型是不清楚的，只能以 void* 这个万能桶进行接收；const表示指针所指向元素的值无法更改

因为void* 的指针不能解引用操作，所以要对两个元素指针进行强制类型转化为整型指针，再进行解引用获取比较元素的值，最后将两个元素的差值返回。当然也可以根据比较元素的类型将其强制类型转化

compar比较函数的返回值，<0（不进行置换），>0（进行置换），==0（不进行置换）

p1 - p2 升序
p2 - p1 降序

3.比较函数使用案例

3.1.整型数组

#include
#include

//qsort函数的使用者提供这个比较函数
int cmp_int(const void* p1, const void* p2)//void* - 无具体类型指针,所以它可以接收任意类型的地址
{
	return *(int*)p1 - *(int*)p2;
}

void print_arr(int arr[], int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("\n");
}

test1()
{
	int arr[] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	//使用qsort来排序整型数组，这里就要提供一个比较函数，这个比较函数能够比较2个整数的大小
	//qsort 默认是排成升序的
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);
	print_arr(arr, sz);
}

int main()
{
	test1();

	return 0;
}

3.2.浮点型数组

#include
#include
//qsort 排序浮点型数据
int cmp_double(const void* p1, const void* p2)
{
	return *(double*)p1 > *(double*)p2 ? 1 : -1;
}

void print_arr(double arr[], int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%.2lf ", arr[i]);
	}
	printf("\n");
}
	
void test2()
{
	//排列浮点型数据
	double arr[] = { 2.0 ,3.5 ,4.8 ,1.2 ,0.9 ,6.6 ,4.4 ,1.6 ,0.3 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_double);
	print_arr(arr, sz);
}

int main()
{
	test2();

	return 0;
}

此函数返回类型为 int 型，浮点型相减的数字会丢失小数点后的数字从而造成误差。若差值为大于0且小于1，则返回值会被设置为0

3.3.结构体类型 - 字符串

#include
#include
#include
//qsort 排序结构体数据
struct Stu
{
	char name[20];
	int age;
};

//按照年龄来比较
int cmp_stu_by_age(const void* p1, const void* p2)
{
	return ((struct Stu*)p1)->age - ((struct Stu*)p2)->age;
}

//按照名字来比较
int cmp_stu_by_name(const void* p1, const void* p2)
{
	return strcmp(((struct Stu*)p1)->name , ((struct Stu*)p2)->name);
}

void test3()
{
	struct Stu s[] = { {"zhangsan",30},{"lisi",25},{"wangwu",50}};
	int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
	//测试按照年龄来排序
	qsort(s,sz,sizeof(s[0]),cmp_stu_by_age);
	//测试按照名字来排序
	qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_stu_by_name);
}

int main()
{
	test3();

	return 0;
}

按照名字来比较时是比较字符串类型大小，比较字符串类型大小不可用 < ,> , == 进行比较，需要使用 strcmp() 函数进行比较，而比较的结果与 qsort函数所需的返回值相同

使用 qsort函数 不要忘记引头文件 ‼️

4.利用冒泡排序模拟实现qsort函数的功能

请看源码和注释

#include

//qsort函数的使用者提供这个函数
int cmp_int(const void* p1, const void* p2)
{
	return *(int*)p1 - *(int*)p2;
}

void print_arr(int arr[], int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("\n");
}

void Swap(char* buf1, char* buf2, int width)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < width; i++)
	{
		char tmp = *buf1;
		*buf1 = *buf2;
		*buf2 = tmp;
		buf1++;
		buf2++;
	}
}
//假设排序为升序
//希望这个bubble_sort函数可以排序任意类型的数据
void bubble_sort(void* base, size_t num, size_t width, int(*cmp)(const void* p1, const void* p2))
{
	//要确定趟数
	size_t i = 0;
	for (i = 0; i < num - 1; i++)
	{
		//一趟冒泡排序的过程
		size_t j = 0;
		for (j = 0; j < num - 1 - i; j++)
		{
			//两个相邻的元素比较
			//arr[j]  arr[j+1]
			if (cmp((char*)base+j*width,(char*)base+(j + 1)*width) > 0)
			{
				//交换
				Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width,width);
			}
		}
	}
}

void test4()
{
	int arr[] = { 3,1,5,2,4,0,9,8,6,7 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);
	print_arr(arr, sz);
}

int main()
{
	test4();
	
	return 0;
}

总结
以上就是 快排函数 – qsort函数（Quick Sort） 的内容讲解啦
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