用C语言编写通用冒泡排序函数

用C语言编写通用冒泡排序函数

一、 首先明确如何用冒泡排序法对一个整型数组元素进行排序：
注：此处为升序排列，代码详见文章“用冒泡排序法对数组中的元素排序”
二、
base为一个无类型的指针变量，用于接收在主函数中传给此排序函数地址；
num表示需要排序的元素个数；
width表示每个元素的宽度，即所占的字节个数；
cmp是一个指向函数的指针，即函数指针，其指向的函数参数类型为(const void* e1, const void* e2))，返回值为int，因此cmp用于接受这个函数的地址；
Swap((char*)base+widthj, (char)base+width*(j+1), width);此函数功能为将每两个元素按字节交换，传递的实参为要交换的两元素各自的地址和元素的宽度，即字节数。

void My_qsort(void* base, size_t num, size_t width, int (*cmp)(const void* e1, const void* e2))
{
	size_t i = 0;//size_t定义的变量只保存这个整数
	size_t j = 0;
	for (i = 0; i < num-1; i++)
	{
		for (j = 0; j < num - i - 1; j++)
		{
			if (cmp((char* )base + width * j, (char* )base + width * (j + 1))>0)//base的类型是void*，不能直接进行解引用操作或加减乘除运算
			{
				//先将base强制类型转换为char*,即指向一个字节的指针，加上元素个数乘以1个元素的字节宽度，此时表达式的值则指向其后第j个元素的地址
				Swap((char*)base+width*j, (char*)base+width*(j+1), width);
			}
		}
	}
}

三、int_cmp()函数
两个形参接收My_qsort()函数中调用此函数时传递过来的两元素的地址，这两个地址类型均为void*

int int_cmp(const void* e1, const void* e2)
{
	return *((int*)e1) - *((int*)e2);//决定了升序排列
}

将e1和e2这两个参数均强制类型转换为int*，此时两参数是步长为4个字节的指针，分别解引用即可得到两元素的值，返回第一个元素减第二个元素的值：
为负数或0，不交换；
为正数，交换；
交换与否由My_sort()函数中的条件决定：返回值为正，调用Swap()函数交换
四、Swap()函数
将传过来的两元素各自的地址强制类型转换为char* 类型的指针，指针的步长变为1个字节，给其+i，则跳过i个字节，每两个元素按字节交换，宽度width是一个元素所占的字节数，因此宽度决定了两个元素按字节交换要交换多少次

void Swap(void* p1, void* p2, size_t width)
{
	char tmp;
	size_t i = 0;
	for (i = 0; i < width; i++)
	{
		tmp = *((char*)p1 + i);
		*((char*)p1 + i) = *((char*)p2 + i);
		*((char*)p2 + i) = tmp;
	}
}

按字节交换后即等价于将两元素直接交换
五、测试对int型数组的排序

void test_int()
{
	size_t i = 0;
	int arr[10] = { 2,5,6,8,9,3,4,0,1,7 };
	size_t num = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	size_t width = sizeof(arr[0]);
	My_qsort(arr, num, width, int_cmp);//传函数名cmp，用一个函数指针接收
	for (i = 0; i < num; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
}

六、测试对结构体数组的同类型成员的排序
其struct_cmp()函数为:

int struct_cmp(const void* e1, const void* e2)
{
	return strcmp(((struct stu*)e1)->name, ((struct stu*)e2)->name);
}

声明一个结构体：

struct stu {
	char name[10];
	int num;
	double score;
};
void test_struct()
{
	struct stu stu[4] = { {"zhangsan",1007,98.6},{"lisi",1024,87.9},{"wangwu",1002,99.7} };
	size_t i = 0;
	size_t num = sizeof(stu) / sizeof(stu[0]);
	size_t width = sizeof(struct stu);
	My_qsort(stu, num, width, struct_cmp);
	for (i = 0; i < num; i++)
	{
		printf("%s ", (stu+i)->name);
	}
	return 0;
}

七、主函数

void main()
{
	test_int();//调用测试整型数组的函数
	test_struct();//调用测试结构体数组的函数
	system("pause");
	return 0;
}

八、完整代码如下

#include
#include
#include
struct stu {
	char name[10];
	int num;
	double score;
};
int int_cmp(const void* e1, const void* e2)
{
	return *((int*)e1) - *((int*)e2);//决定了升序排列
}
int struct_cmp(const void* e1, const void* e2)
{
	return strcmp(((struct stu*)e1)->name, ((struct stu*)e2)->name);
}
void Swap(void* p1, void* p2, size_t width)
{
	char tmp;
	size_t i = 0;
	for (i = 0; i < width; i++)
	{
		tmp = *((char*)p1 + i);
		*((char*)p1 + i) = *((char*)p2 + i);
		*((char*)p2 + i) = tmp;
	}
}
void My_qsort(void* base, size_t num, size_t width, int (*cmp)(const void* e1, const void* e2))
{
	size_t i = 0;//size_t定义的变量只保存这个整数
	size_t j = 0;
	for (i = 0; i < num-1; i++)
	{
		for (j = 0; j < num - i - 1; j++)
		{
			if (cmp((char* )base + width * j, (char* )base + width * (j + 1))>0)//base的类型是void*，不能直接进行解引用操作或加减乘除运算
			{
				//先将base强制类型转换为char*,即指向一个字节的指针，加上元素个数乘以1个元素的字节宽度，此时表达式的值则指向其后第j个元素的地址
				Swap((char*)base+width*j, (char*)base+width*(j+1), width);
			}
		}
	}
}
void test_int()
{
	size_t i = 0;
	int arr[10] = { 2,5,6,8,9,3,4,0,1,7 };
	size_t num = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	size_t width = sizeof(arr[0]);
	My_qsort(arr, num, width, int_cmp);//传函数名cmp，用一个函数指针接收
	for (i = 0; i < num; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
}
void test_struct()
{
	struct stu stu[4] = { {"zhangsan",1007,98.6},{"lisi",1024,87.9},{"wangwu",1002,99.7} };
	size_t i = 0;
	size_t num = sizeof(stu) / sizeof(stu[0]);
	size_t width = sizeof(struct stu);
	My_qsort(stu, num, width, struct_cmp);
	for (i = 0; i < num; i++)
	{
		printf("%s ", (stu+i)->name);
	}
	return 0;
}
void main()
{
	test_int();
	test_struct();
	system("pause");
	return 0;
}

九、运行结果：