c语言用冒泡排序模拟实现qsort排序

1、简单介绍冒泡排序

冒泡排序就是两两相邻元素进行比较，如果不满足顺序就进行交换。现有一组整数，将其用冒泡排序实现排序为升序。

假设有这样一组整数：9 8 7 6 5 

 由此可知，如果一个整型数组有num个元素，则需走num-1趟，若走在第i趟，则在第i趟内需要比较num-1-i次。

#include
void bubble_sort(int arr[], int sz)
{
	int i = 0;
	//趟数
	for (i = 0; i < sz - 1; i++)
	{
		//一趟比较
		//两两相邻元素比较
		int j = 0;
		for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				arr[j] = arr[j + 1];
			}
		}
	}
}
int main()
{
	int arr[10] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	bubble_sort(arr, sz);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

2、介绍qsort函数

void qsort(void* base, //指向了需要排序的数组的第一个元素

                 size_t num, //排序的元素个数

                size_t size,//一个元素的大小，单位是字节

                int (*cmp)(const void*, const void*)//函数指针类型 ，此函数指针指向的函数能够比较base指向数组中的两个元素

                );

int cmp (const void* p1, const void* p2);

该函数通过返回值来定义元素的顺序

返回值	意义
>0	p1指向的元素 在p2指向的元素之前
0	p1指向的元素等效于p2指向的元素
<0	p1指向的元素在p2指向的元素之后

void* 的指针是没有具体类型的指针，这类指针可以接受任意类型的地址，但是这类指针不能直接解引用操作，也不能直接进行指针运算。

qsort函数的特点：

                1、是快速排序的方法

                2、适用于任意类型数据的排序

3、用冒泡排序模拟实现qsort排序

        将冒泡排序封装成函数，如上buttle_sort（），则此函数需传递同类型的参数且参数个数相等：void buttle_sort(void* base,rsize_t num,size_t size,int(*cmp)(const void*,const void*))，且由于传递的数据类型不确定，则比较的方法和交换数据的方法有所不同，故可以使用函数来封装比较和交换的方法，由于冒泡排序函数buttle_sort传递的是首元素的地址，

若想比较并交换两个元素就需要元素的地址，故比较函数和交换函数传递的参数都为元素地址，由于传递参数的类型不确定，那么元素的大小也无法确定，int类型的指针通过首元素地址加其所对应下标即为其地址，而void*类型指针无法直接进行指针运算，需将其类型强制转换，冒泡排序函数buttle_sort传递size为元素的字节个数，char为最小字节的类型，可以用来比较任意类型的数据，故将（void*）base强制转化为（char*）base，故void*类型的指针可通过(char*)base + j * size,(char*)base+(j+1)*size来解引用比较相邻元素的大小，故比较函数为cmp((char*)base + j * size,(char*)base+(j+1)*size)，交换函数为swp((char*)base + j * size, (char*)base + (j + 1) * size,size)，就有了如下函数的代码

//交换
void swp(char* butt1, char* butt2,int size)
{
	int i = 0;
	for(i; i < size; i++)
	{
		char temp = *butt1;
		*butt1 = *butt2;
		*butt2 = temp;
		butt1++;
		butt2++;
	}
}
//冒泡排序所有类型数据
void buttle_sort(void* base,rsize_t num,size_t size,int(*cmp)(const void*,const void*))
{
	int i = 0;
	//趟数，需要n-1趟
	for (i; i < num - 1; i++)
	{
		int j = 0;
		//每趟比较次数
		for (j; j < num - 1 - i; j++)
		{
			//比较，若按升序排列，cmp返回值需>0
			if (cmp((char*)base + j * size,(char*)base+(j+1)*size)>0)
			{
				//交换
				swp((char*)base + j * size, (char*)base + (j + 1) * size,size);
			}
		}
	}
}

比较函数的具体实现因数据类型不同而不同，故比较函数由操。作方即调用函数的一方来书写实现过程。

测试1

#include

//整型比较
int cmp_int(const void* p1 ,const void* p2 )
{
    return (*(int*)p1 - *(int*)p2);
}

void test1()//qsort测试整形数据
{
    int a[10] = { 2,1,3,0,5,7,4,9,6,8 };
    int num = sizeof(a) / sizeof(a[0]);
    buttle_sort(a, num, sizeof(a[0]), cmp_int);
    int i = 0;
    for (i; i < num; i++)
    {
        printf("%d \n",a[i]);
    }
}

int main()
{
    test1();
    return 0;
}

测试结果：

测试2

#include
#include

struct Stu
{
    char name[20];
    int age;
};

//结构体通过名字比较
int cmp_struct_by_name(const void* p1, const void* p2)
{
    return strcmp((struct Stu*)p1->name, (struct Stu*)p2)->name;
}

void test2()//qsort测试结构体数据
{
    struct Stu stu[3] = { {"zhangsan",20},{"lisi",50},{"wangwu",15} };
    int num = sizeof(stu) / sizeof(stu[0]);
    buttle_sort(stu, num, sizeof(stu[0]), cmp_struct_by_name);
    int i = 0;
    for (i; i < num; i++)
    {
        printf("%s %d\n", stu[i].name, stu[i]age);
    }
}

int main()
{
    test2();
    return 0;
}

测试结果：

 

测试3

#include

struct Stu
{
    char name[20];
    int age;
};

//结构体通过年龄比较
int cmp_struct_by_age(const void* p1, const void* p2)
{
    return  ((struct Stu*)p1)->age - ((struct Stu*)p2)->age;
}

void test3()//qsort测试结构体数据
{
    struct Stu stu[3] = { {"zhangsan",20},{"lisi",50},{"wangwu",15} };
    int num = sizeof(stu) / sizeof(stu[0]);
    buttle_sort(stu, num, sizeof(stu[0]), cmp_struct_by_age);
    int i = 0;
    for (i; i < num; i++)
    {
        printf("%s %d\n",stu[i].name,stu[i]age);
    }
}
int main()
{
    test3();
    return 0;
}

测试结果：