c语言进阶部分详解（经典回调函数qsort（）详解及模拟实现）

大家好！上篇文章（c语言进阶部分详解（指针进阶2）_总之就是非常唔姆的博客-CSDN博客）我已经对回调函数进行了初步的讲解和一个简单的使用事例，鉴于篇幅有限没有进行更加详细的解释，今天便来补上。

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目录

一.回调函数的含义

二.qsort(）函数 

1.讲解 

 2.实例

三.利用冒泡排序来模拟qsort（）

1.main函数

2.bubble_qsort()

3.cmp（）

4.swap（）

 总代码：

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一.回调函数的含义

回调函数就是一个通过函数指针调用的函数。如果你把函数的指针（地址）作为参数传递给另一个函数，当这个指针被用来调用其所指向的函数时，我们就说这是回调函数。回调函数不是由该函数的实现方直接调用，而是在特定的事件或条件发生时由另外的一方调用的，用于对该事件或条件进行响应 

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二.qsort(）函数 

1.讲解 

根据cplusplus网址给出的：

 翻译这就来了：

qsort函数是C语言标准库中的一个函数，用于对数组进行快速排序。它的完整声明如下：

void qsort(void *base, size_t nmemb, size_t size, int (*compar)(const void *, const void *));

qsort函数接受四个参数：

1. base：指向要排序数组的首元素的指针。
2. nmemb：表示数组中元素的个数。
3. size：表示每个元素的大小（以字节为单位）。
4. compar：指向一个用于比较两个元素的回调函数的指针

回调函数compar用于比较两个元素的大小关系。它接受两个参数，分别是指向要比较的元素的指针。回调函数应该返回一个整数值，表示两个元素的大小关系。如果返回负数，则表示第一个元素小于第二个元素；如果返回正数，则表示第一个元素大于第二个元素；如果返回零，则表示两个元素相等。

一般这个回调函数是需要我们自己来写的:

//升序排序  针对整型的排序：
int compare (const void * a, const void * b)
 {
     return ( *(int*)a - *(int*)b );
 }

//降序排列
 int compare (const void * a, const void * b)
 {
     return ( *(int*)b - *(int*)a );
 }

 2.实例

对整型数组排序

int compare(const void *a, const void *b) {
    return (*(int*)a - *(int*)b);
}

int main() {
    int arr[] = {5, 3, 8, 2, 1, 4};
    int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    
    qsort(arr, size, sizeof(int), compare);
    
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    
    return 0;
}

 

 同时我们也可以对其他数据类型进行排序，下面便是对结构体进行排序

 struct Student{
    char name[20];
    int score;
} ;

int compare(const void* a, const void* b) {
    return ((struct Student*)a)->score - ((struct Student*)b)->score;
}

int main() {
   struct Student students[] = {
        {"Alice", 85},
        {"Bob", 92},
        {"Charlie", 78},
        {"David", 80},
        {"Eva", 88}
    };
    int size = sizeof(students) / sizeof(students[0]);

    qsort(students, size, sizeof(struct Student), compare);

    printf("按照成绩排序后的学生列表：\n");
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        printf("姓名：%s，成绩：%d\n", students[i].name, students[i].score);
    }

    return 0;
}

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三.利用冒泡排序来模拟qsort（）

1.main函数

这里main只是进行了最为基本的一些处理，接下来进入bubble_qsort()函数 

int main()
{
	int arr[] = { 10,9,8,7,6,5,4,3,2,1 };     //定义整型数组并初始化
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);    //计算数组长度
	int i = 0;
	bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp);    //模拟qsort函数实现冒泡排序
	for (i = 0; i < sz; i++)                   
	{
		printf("%d ", arr[i]);                     //排序完后对数组进行打印，验证排序是否成功
	}
}

2.bubble_qsort()

冒泡排序函数bubble_sort，它接受四个参数：要排序的数组arr、数组的长度sz、每个元素的大小width和比较函数cmp。冒泡排序函数使用两层循环来实现冒泡排序的过程。外层循环控制冒泡排序的趟数，内层循环遍历每一趟需要比较的元素对。在每一趟冒泡排序中，如果比较函数返回的结果大于0，则交换相邻的两个元素，将较大的元素向后移动

• 我们可以看到形参的类型是 void* arr ，此类型可接受任何类型指针
• 我们会把需要比较的参数传递给比较函数cmp（）：

第一个是：(char*)arr + (j * width)  我们先把void*强转为char*，再加上j*width，width是每个元素的大小，j*width就是需要加上的字节数，所以(char*)arr + (j * width)就是第j个元素的第一个字节的地址

void bubble_sort(void* arr, int sz, int width, int(*cmp)(void* e1, void* e2))
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 0; i < sz - 1; i++)
	{
		//冒泡排序趟数
		for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)   //每一趟冒泡排序
		{
			if (cmp((char*)arr + (j * width), (char*)arr + (j + 1) * width)>0)
			{
				//符合条件进行交换
				swap((char*)arr + (j * width), (char*)arr + (j + 1) * width,width);
			}
		}
	}
}

3.cmp（）

虽然传递过来的是char*类型的指针但是我们经过强制转换之后访问的还是四个字节 

int cmp(void* e1, void* e2)   //所选择的比较方法
{
	return *((int*)e1) - *((int*)e2);
}

4.swap（）

函数的参数包括两个指针p1和p2，分别指向需要交换的两个元素，以及一个整数width，表示每个元素的大小。

在函数内部，我们使用一个临时变量t来保存交换过程中的临时值。然后使用一个循环，遍历每个字节，将两个元素逐个字节地交换位置

void swap(char* p1, char* p2, int width)   //实现数组元素的交换
{
	int t = 0;
	int i = 0;
	for (i = 0; i < width; i++)
	{
		t = *p1;
		*p1 = *p2;
		*p2 = t;
		p1++;
		p2++;
	}
}

 原码：

#include
 
//仿qsort函数重写冒泡排序
int cmp(void* e1, void* e2)   //所选择的比较方法
{
	return *((int*)e1) - *((int*)e2);
}
void swap(char* p1, char* p2, int width)   //实现数组元素的交换
{
	int t = 0;
	int i = 0;
	for (i = 0; i < width; i++)
	{
		t = *p1;
		*p1 = *p2;
		*p2 = t;
		p1++;
		p2++;
	}
}
void bubble_sort(void* arr, int sz, int width, int(*cmp)(void* e1, void* e2))
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 0; i < sz - 1; i++)
	{
		//冒泡排序趟数
		for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)   //每一趟冒泡排序
		{
			if (cmp((char*)arr + (j * width), (char*)arr + (j + 1) * width)>0)
			{
				//符合条件进行交换
				swap((char*)arr + (j * width), (char*)arr + (j + 1) * width,width);
			}
		}
	}
}
int main()
{
	int arr[] = { 10,9,8,7,6,5,4,3,2,1 };     //定义整型数组并初始化
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);    //计算数组长度
	int i = 0;
	bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp);    //模拟qsort函数实现冒泡排序
	for (i = 0; i < sz; i++)                   
	{
		printf("%d ", arr[i]);                     //排序完后对数组进行打印，验证排序是否成功
	}
}

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 当然，此模拟方法依然有很多缺点：

1. 冒泡排序虽然简单，但是效率低
2. 逐个字节地交换位置适用于任意类型的元素，不受元素类型和大小的限制。但是，它的缺点是效率较低

以后希望我在学到新知识后能进行相应改善。