C语言——qsort()函数_学习笔记

一、qsort()介绍

qsort()函数是一个库函数，包含在头文件 中，用来对数据进行排序操作的函数，它可以排序任意类型的数据！！！

二、参数详解

qsort()函数排序是从小到大排序，内部是采用快速排序思想排序数据的。qsort()函数有四个参数，解释如下：

void qsort(void* base, //base指向待排序的第一个元素
           size_t num,  //待排序的元素个数
           size_t size, //待排序的数组元素的大小，单位是字节
           int (*compar)(const void*, const void*) //compar是一个函数指针，指向的函数能够比较2个元素
            );

1. 第一个参数 void* base 。类型是 void* 类型的，填入待排序的第一个元素的地址，比如：要排序数组就填数组名（这里直接填数组名表示首元素的地址），要排序结构体填结构体的名字…
2. 第二个参数 size_t num。类型是size_t类型的（即无符号整形），填入的是待排序的元素个数，比如：要排序一个数组a，可以用 sizeof(a)/sizeof(a[0]) 计算要排序的元素个数。
3. 第三个参数 size_t size 。类型也是size_t类型的（即无符号整形），填入的是待排序的数组或结构体单个元素的大小，单位是字节。比如：要排序一个数组a ,可以用 sizeof(a[0])计算得出结果。
4. 第四个参数 int (* compar)(const void*, const void*) 。是一个函数指针类型，指向的函数的返回值类型是int,指向的函数的参数有两个，类型都是 const void * 类型的，这个是qsort 函数的可以排序任意数据的关键。要自己构建一个比较的函数，把自己构建好的函数的函数名当作参数传进来就好，但是构建的函数要符合前文提到的几个要求：
   ①返回值要是int类型的
   ②有两个参数，参数类型都是const void * 类型的
   ③函数返回的值有三种情况（大于0返回大于0的数或返回1，等于0返回0，小于0返回小于0的数或返回-1），如下
   

三、qsort()函数应用举例

3.1 排序数组类型的数据

代码如下：

#include 
#include 

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

int Cmp(const void* x, const void* y)
{
	return *((int*)x) - *((int*)y);
}

int main()
{
	int a[] = {2,5,3,1,6,7,9,8,0,4};
	int sz = sizeof(a) / sizeof(a[0]);
	printf("排序前：");
	Print(a, sz);
	qsort(a, sz, sizeof(a[0]), Cmp);
	printf("排序后：");
	Print(a, sz);
	return 0;
}

运行结果如下：

3.2 排序结构体类型的数据

代码如下：

#include 
#include 
#include 

struct Stu
{
	char name[10];
	int height;
};

int ComparByHeight(const void* e1, const void* e2)
{

	return *(int*)e1 - *(int*)e2;
}

int ComparByName(const void* e1, const void* e2)
{

	return strcmp(((struct Stu*)e1)->name, ((struct Stu*)e2)->name);
}


void Print(struct Stu s[], int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%s ", s[i].name);
		printf("%d ", s[i].height);
		printf("\n");
	}
}

int main()
{
	struct Stu s[] = { {"qiu",160},{"li",180},{"ban",176},{"xiao",165} };
	int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
	printf("排序前：\n");
	Print(s, sz);
	printf("按身高排序后：\n");
	qsort(s, sz, sizeof(s[0]), ComparByHeight);
	Print(s, sz);
	printf("按姓氏排序后：\n");
	qsort(s, sz, sizeof(s[0]), ComparByName);
	Print(s, sz);
	return 0;
}

运行结果如下：

四、模拟实现qsort()函数

用冒泡排序的思想模拟实现qsort()函数

4.1 冒泡排序简单介绍

这里简单介绍一下冒泡排序，冒泡排序和前文中提到的快速排序一样，是一种排序算法。冒泡排序的核心思想就是，相邻元素之间两两进行比较。

如果顺序（如从大到小、首字母从Z到A）错误就把他们交换过来。走访元素的工作是重复地进行，直到没有相邻元素需要交换，也就是说该元素列已经排序完成。

这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端（升序或降序排列），就如同碳酸饮料中二氧化碳的气泡最终会上浮到顶端一样，故名“冒泡排序”

4.2 实现bubble_sort()函数

bubble_sort()函数的实现，参数部分的设置可以模仿qsort函数，设置四个参数。只不过是把内部排序的方法改为冒泡排序。

代码如下：

#include 


//模拟实现qsort()

//实现两个元素的交换的函数，冒泡排序的核心
void swap(char* x, char* y, size_t byte)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < byte; i++)
	{
		char temp = *x;
		*x = *y;
		*y = temp;
		x++;
		y++;
	}
}

void bubble_sort(void* base, //base指向待排序的第一个元素
				 size_t sz,  //待排序的元素个数
				 size_t size, //待排序的数组元素的大小，单位是字节
				 int (*compar)(const void*, const void*))//函数指针，用户自己构造比较方法，后面当参数使用
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz - 1; i++)//确定冒泡排序的趟数
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)//一趟冒泡排序
		{
			if ((compar(((char*)base + j * size), ((char*)base + (j + 1) * size))) > 0)//若相邻两元素比较结构大于0 ，则两个元素交换位置
			{
				swap(((char*)base + j * size), ((char*)base + (j + 1) * size), size);//两个元素的交换
			}
		}
	}
}

//定义结构体
 struct Stu
{
	char name[10];
	int height;
};
 
//编辑比较方法函数
int ComparByHeight(const void* e1, const void* e2)
{

	return *(int*)e1 - *(int*)e2;
}

int ComparByName(const void* e1, const void* e2)
{

	return strcmp(((struct Stu*)e1)->name, ((struct Stu*)e2)->name);
}

//编辑打印结构体的函数
 void Print(struct Stu s[], int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%s ", s[i].name);
		printf("%d ", s[i].height);
		printf("\n");
	}
}

int main()
{
	struct Stu s[] = { {"qiu",160},{"li",180},{"ban",176},{"xiao",165} };
	int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
	printf("排序前：\n");
	Print(s, sz);
	printf("按身高排序后：\n");
	bubble_sort(s, sz, sizeof(s[0]), ComparByHeight);
	Print(s, sz);
	printf("按姓氏排序后：\n");
	bubble_sort(s, sz, sizeof(s[0]), ComparByName);
	Print(s, sz);
	return 0;
}

运行结果如下：