C语言学习系列--＞【关于qsort函数的详解以及它的模拟实现】
文章目录
- 一、概述
- 二、qsort函数参数介绍
- 三、qsort实现排序
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- 3.1 qsort实现整型数组排序
- 3.2 qsort实现结构体数组排序
- 四、模拟实现qsort函数
一、概述
对数组的元素进行排序
对数组中由 指向的元素进行排序，每个元素字节长，使用该函数确定顺序。
此函数使用的排序算法通过调用指定的函数来比较元素对，并将指向它们的指针作为参数。
官方解释：
声明：
void qsort (void* base, size_t num, size_t size,int (*compar)(const void*,const void*));
qsort函数的参数
void* base
size_t num
size_t size
int( * compar )( const void * ,const void *)
二、qsort函数参数介绍
void qsort(void* base, //待排序数据的起始位置
size_t num, //待排序数据的元素个数
size_t size,//待排序数据的每个元素的大小
int (*compar)(const void*p1, const void*p2));//函数指针 - 指针指向的函数是用来比较待排序数据中两个元素大小关系的
关于void * 的介绍：
void * 是一个无具体指向的指针类型
任何类型的指针变量都i可以存放在void中
void * 不能解引用
其中两个void*类型的参数 p1 和 p2 用来存放数组中待比较的两个元素的地址。如果compar函数的返回值小于0，会把p1指向的元素排到p2指向的元素前面；如果返回值等于0，不会改变p1和p2指向的元素位置；如果返回值大于0，会把p1指向的元素排到p2指向的元素后面。
三、qsort实现排序
3.1 qsort实现整型数组排序
# define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
3.2 qsort实现结构体数组排序
按照年龄大小的方式进行排序
# define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include运行结果：
zhangsan 20
wangwu 25
lisi 30
按照名字进行排序
# define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include运行结果：
lisi 30
wangwu 25
zhangsan 20
四、模拟实现qsort函数
程序员A：写一个bubble_sort（）函数，可以让别人直接拿来调用
于是程序员A想要利用冒泡排序的方式，来模拟实现qsort（）函数排序
qsort的底层是通过快速排序来实现的
为了能对任意数组进行排序，程序员A对冒泡排序进行了一定的更改
和qsort函数一样，bubble_sort也需要传入四个参数：
void* arr //接收首元素地址
size_t sz //接收元素个数
size_t width //接收元素宽度
int(*comper)(const void*e1,const void*e2)
于是，
void bubble_sort(void*arr,size_t sz,size_t width,int(*comper)(const void*e1,const void*e2))
现在需要完成bubble_sort内部，也就是实现排序
void bubble_sort(void* arr, size_t sz, size_t width, int(*comper)(const void* e1, const void* e2))
{
size_t i = 0;
//趟数
for (i = 0; i < sz - 1; i++)
{
//一趟冒泡排序的过程
size_t j = 0;
for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
{
/*..............
..............
*/
}
}
}
在冒泡排序中，运用下面代码，使得相邻两个元素进行交换：
//每一轮冒泡要进行多少次两两比较
if (arr[j] > arr[j + 1])
{
int tmp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = tmp;
}
但是，这只适用于整型，不通用
那么，如何去比较呢？如何去交换两个元素呢？
for (j = 0; j < sz-1-i; j++)
{
if (comper((char*)arr+j*width,(char*)arr+(j+1)*width)>0)
//把arr强转为char*，arr就可以正常使用
//char类型指针+1只会跳过一个字节
//+j*width表示跳过j个元素
{
//交换
//由于这里的数组名已经被转为char类型的指针
//所以要交换数组中的元素，就只能一个字节一个字节进行交换
Swap((char*)arr + j * width, (char*)arr + (j + 1) * width,width);
//前两个参数是待交换元素的地址，第三个参数是元素的宽度
}
}
这样，就把交换条件普适化了，不只是能用在整型类型中
那么…交换呢？
根据以前的经验，我们知道使得两个元素交换，可以引入一个新的变量来暂时存一下，从而去交换，但是这有限制。
解决方案：一个字节一个字节地交换
我们将交换地函数，封装在这里面：
Swap((char*)arr + j * width, (char*)arr + (j + 1) * width,width)
对Swap函数进行加工：
void Swap(char* ele1, char* ele2,int width)
{
int i = 0;
for (i = 0; i < width; i++)
{
char tmp = *ele1;
*ele1 = *ele2;
*ele2 = tmp;
ele1++;
ele2++;
}
}
这样，程序员A就将 bubble_sort（）函数完成了
程序员B要想是使用该函数，直接引入 bubble_sort函数，自己写一个比较函数就可以了。