C语言——qsort函数的使用（详解）

前言：

qsort（）函数（quick sort）是八大排序算法中的快速排序，能够排序任意数据类型的数组其中包括整形，浮点型，字符串甚至还有自定义的结构体类型。

一、qsort函数的含义

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翻译：

1.1 函数的参数

//void qsort(void* base,//指向了需要排序的数组的第一个元素
// siez_t num, //排序的元素个数
// size_t size, //一个元素类型的大小，单位是字节。
// int (*compar)(const void*, const void*))//函数指针类型——这个函数指针指向的函数能够比较base指向数组中的两个元素。

函数有四个参数：第1个参数是个指针；size_t就是无符号整型（第2，第3个参数）；第4个参数是函数指针类型。
排序由base指向的num个元素，每个元素由size个字节的长度，使用这个comper指向的函数去探测顺序（比较顺序)

1.2 参数的含义

base：base指向了要被排序的数组的第一个元素，被转换为void*。
num：base指向的数组空间元素的个数，它是一个无符号整型。
size：每个元素的单位是多少个字节的个数，它是一个无符号整型。
comper：指针指向比较两个元素的函数
int comper（const void* p1 ，const void* p2）；
比较两个函数，p1指向的值和p2指向的值进行比较：
p1指向的值大于p2指向的值，就返回>0的数；
p1指向的值等于p2指向的值，就返回=0的数；
p1指向的值小于p2指向的值，就返回<0的数；

二、用不同类型数据，测试sqort

2.1 对数组内整数进行排序

整数的升序：

#include 
#include 
int comper(const void* p1, const void* p2)
{
    return (*(int*)p1 - *(int*)p2);
}
int main()
{
    int arr1[10] = { 3,6,8,2,6,9,1,5,8,4 };
    qsort(arr1,sizeof(arr1)/sizeof(arr1[0]),sizeof(int),comper);
    int i = 0;
    for (i = 0; i < sizeof(arr1) / sizeof(arr1[0]); i++)
        printf("%d ", arr1[i]);
    return 0;
}

2.2对数组内浮点数进行排序

#include 
#include 
int comper(const void* p1, const void* p2)
{
    return (*(float*)p1 - *(float*)p2);
}
int main()
{
    float arr1[10] = { 3.33,6.66,8.88,2.22,6.66,9.99,1.11,5.55,8.88,4.44 };
    qsort(arr1, sizeof(arr1) / sizeof(arr1[0]), sizeof(float), comper);
    int i = 0;
    for (i = 0; i < sizeof(arr1) / sizeof(arr1[0]); i++)
        printf("%0.3f ", arr1[i]);
    return 0;
}

2.3对字符串进行排序

#include 
#include 
int comper(const void* p1, const void* p2)
{
    return (*(char*)p1 - *(char*)p2);
}
int main()
{
    char arr1[10] = "asdfghjkl";
    qsort(arr1, sizeof(arr1) / sizeof(arr1[0]), sizeof(char), comper);
    int i = 0;
    for (i = 0; i < sizeof(arr1) / sizeof(arr1[0]); i++)
        printf("%c ", arr1[i]);
    return 0;
}

2.4对结构体进行排序

结构体按照字符大小进行排序

#include 
#include 
#include 
struct str
{
    char arr[10];
    int age;
};
int comper(const void* p1, const void* p2)
{
    return strcmp(((struct str*)p1)->arr,((struct str*)p2)->arr);
}
int main()
{

    struct str ar[3] = {{"pan",19},{"wang",21},{"li",31}};
    qsort(ar, sizeof(ar) / sizeof(ar[0]), sizeof(ar[0]), comper);
    int i = 0;
    for (i = 0; i < sizeof(ar) / sizeof(ar[0]); i++)
        printf("%s,%d\n", ar[i].arr, ar[i].age);
    return 0;
}

三、模拟实现qsort函数

1. 用冒泡排序的思想
2. 适用于任意类型的数据排序
   问题1：参数只能接受整型数组
   解决1：void* 的指针

//void qsort(void* base,//指向了需要排序的数组的第一个元素
// siez_t num, //排序的元素个数
// size_t size, //一个元素类型的大小，单位是字节。
// int (*compar)(const void*, const void*))//函数指针类型——这个函数指针指向的函数能够比较base指向数组中的两个元素。

问题2：整型比较大小 < > ==
结构体比较大小，需要看成员类型在去比较。
对于不同类型的数据，不能简单的使用>去比较
解决2：将两个元素的比较方法，以函数参数的形式传递。

int comp(const void* p1, const void* p2)
{
    return (*(int*)p1 - *(int*)p2);
}

总体实现：

//模拟实现qsort函数
#include 
int comp(const void* p1, const void* p2)
{
    return (*(int*)p1 - *(int*)p2);
}
void swap(void* p1, void* p2,int si)//元素arr[j]和元素arr[j+1]进行交换，si表示交换的字节大小
{
    int i = 0;
    for (i = 0; i < si; i++)//把每个字节进行交换，整体就进行交换了
    {
        char tmp = *((char*)p1 +  i);
        *((char*)p1 + i) = *((char*)p2 + i);
        *((char*)p2 + i) =tmp ;
    }
}
void qsort(char* base, int num, int si, int(*com)(const void* ,const void*))//
{
    int i, j;
    for(i=0;i<num-1;i++)
        for (j = 0; j < num - i - 1; j++)
        {
            if (com((char*)base + si * j, (char*)base + (j + 1) * si) > 0)//由小到大排序，两元素比较大小，将arr[j]和arr[j+1]的地址传递给com函数
            {
                swap((char*)base + si * j, (char*)base + (j + 1) * si,si);//进行交换
            }
        }
}
int main()
{
    int arr[15] = { 1,3,5,7,9,11,13,15,14,12,10,8,6,4,2 };//定义一个整型数组
    int zs = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    qsort(arr, zs, sizeof(int), comp);
    int i;
    for (i = 0; i < zs; i++)
        printf("%d ", arr[i]);
    return 0;
}