qsort 函数使用方法详解+模拟实现 qsort 函数
文章目录
- Ⅰ 函数简介
- Ⅱ 函数参数
- Ⅲ 函数的使用方法
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- ⒈compar 的实现
- ⒉整体代码实现
- Ⅳ使用冒泡排序模拟实现 qsort 函数
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- ⒈冒泡排序函数本体的实现
- ⒉整型排序完整代码
Ⅰ 函数简介
- 按基数对数组的num个元素进行排序，每个元素的长度为字节大小，使用比较函数确定顺序。
- 此函数使用的排序算法通过调用指定的比较函数来比较元素对，方法是将指向元素对的指针作为参数。
- 该函数不返回任何值，但通过按compare定义的对其元素进行基本重排序来修改所指向的数组的内容。
Ⅱ 函数参数
void qsort(void* base,
size_t num,
size_t width,
int (*compar)(const void* e1, const void* e2));
-
base：待排序的数据的起始位置，为了能够对所有类型的数据进行排序，base 的类型被设置为 void*。
-
num：待排序的数据元素的个数。size_t 为无符号整形。
-
width：待排序的数据元素的大小。
-
compar：函数指针，指向一个比较函数，compar 函数的实现形式需要程序员自己实现。
- e1：指向需要比较的第一个元素；
- e2：指向需要比较的第二个元素。
Ⅲ 函数的使用方法
引用头文件
#include ⒈compar 的实现
int (*compar)(const void* e1, const void* e2)
- qsort 函数给 cmp 函数规定了特定的参数，设计比较函数的时候参数和返回值都是不能动的。
- 在函数内部比较 e1、e2 两个值。如果 e1 > e2 则返回正数，e1 = e2 返回 0，e1 < e2 返回负数，qsort 根据比较函数返回的值进行排序进行排序。
确定函数的返回值
- 将传过来的数据前转为对应的数据类型，然后返回 e1 - e2（或 e2 - e1）的值，即可确定函数返回值的正负性。
1. 比较整型数据
- 将 e1、e1 两个指针强转为 int*，然后返回这两个指针解引用后的差值。
int cmp_int(const void* e1, const void* e2)
{
return (*(int*)e1 - *(int*)e2);//返回两个数强转后的差值
}
- 上述代码是排成升序的，如果想要排成降序，只需要用 e2 - e1 即可。
2. 比较浮点型数据
- 由于函数的返回类型被固定为 int ，所以在返回两个数的差值前还需要将该差值强转为 int。
int cmp_float(const void* e1, const void* e2)
{
return (int)(*(float*)e1 - *(float*)e2);//需要先将结果强转为 int 再返回
}
3. 比较字符型数据
int cmp_char(const void* e1, const void* e2)
{
return (int)(*(char*)e1 - *(char*)e2);
}
4. 比较结构体变量
int cmp_by_age(const void*e1, const void*e2)
{
return (int)(((stu*)e1)->结构体成员 - ((stu*)e2)->结构体成员);
}
5. 比较字符串大小
- 如果想要比较两个串的大小的话，就得使用 strcmp 函数了。
- 幸运的是，strcmp 函数逇返回值正好就是 0<、0、>0 这三种。
int cmp_str_size(const void* e1, const void* e2)
{
return strcmp((char*)e1,(char*)e2);
}
6. 比较其他类型数据
- 将 e1 和 e2 这两个指针强转为待排序数据对应类型的指针，然后将 e1、e2 指向的值作差。
- 返回差值前一定要先将差值强转为 int 类型。
⒉整体代码实现
- 就以最常用的整型数据来举例，其他类型的排序大差不差，无非就是更改 compar 函数的内容罢了。
整型排序
#include 浮点型排序
#include 结构体排序
- 结构体排序就稍微复杂一些了，需要规定排序的成员；
- 例如：对一堆学生数据排序，每个学生数据有姓名和年龄两个选项，必须选择按照姓名或者年龄这两个中得一个进行排序。
#include Ⅳ使用冒泡排序模拟实现 qsort 函数
- qsort 函数是基于快速排序的方法实现的；
- 现在就要使用冒泡排序的方法来模拟实现 qsort 函数。
⒈冒泡排序函数本体的实现
void Swap(char* buf1, char* buf2, int width)
{
//交换 buf1 和 buf2 指向的元素的向后 width 个字节的内容
for (int i = 0; i < width; i++)
{
char tmp = *buf1;
*buf1 = *buf2;
*buf2 = tmp;
buf1++;
buf2++;
}
}
void bubble_sort(void* base, int sz, int width, int(*cmp)(const void* e1, const void* e2))
{
int i = 0;
int j = 0;
for (i = 0; i < sz - 1; i++)
{
int flag = 1;
for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
{
//用比较函数进行比较，不再用 <> 号比较
//传给 cmp 相当于 base[j] 和 base[j + 1] 的地址；
//将指针强转为 char*，确保向后访问的最小字节数；
//然后让 j 或 j + 1 去 * width 确定指针每次 +1 时向后访问 width 个字节
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);
//传过去这两个元素的起始地址，以及这两个元素的宽度，将这两个元素的每一个字节都进行交换
flag = 0;
}
}
if (flag)//这一趟没有进行任何交换操作，就没必要继续浪费时间了
{
break;
}
}
}
⒉整型排序完整代码
- 这里就只写整型排序的示例了，其他类型数据的排序只需要更改 cmp 函数即可。
#include