qsort函数的讲解

qsort函数的介绍

qsort（即quick sort）是C语言中的一个标准库函数，用于对数组进行快速排序。它是一种高效的排序算法，具有较好的平均和最坏情况下的时间复杂度。

qsort函数的声明如下：

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

参数解释如下：

base：指向要排序的数组的第一个元素的指针。
nmemb：数组中元素的数量。
size：每个元素的大小（以字节为单位）。
compar：指向比较函数的指针，用于定义元素之间的排序顺序。

比较函数compar用于定义元素之间的排序顺序，它接收两个指向元素的指针，通常为 void* 类型。比较函数需要返回一个整数值，代表两个元素的大小关系：

如果返回值小于0，表示第一个元素应该排在第二个元素之前。
如果返回值等于0，表示两个元素相等。
如果返回值大于0，表示第一个元素应该排在第二个元素之后。
使用qsort函数，可以对各种类型的数组进行排序，包括整型、浮点型、字符型以及自定义结构体等。

整形排序

我们刚刚了解到了，对于排序不同类型的数据，需要自定义不同的compar函数，接下来看一下整形的例子

#include 
#include 

// 比较函数，用于升序排序
int compare(const void* a, const void* b) {
    return (*(int*)a - *(int*)b);
}

int main() {
    int arr[] = {5, 2, 8, 1, 9, 3};
    int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    qsort(arr, size, sizeof(int), compare);

    printf("升序排序结果：");
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

运行程序如下：

接下来就直接只展示不同类型的数据compare函数

浮点型排序

int cmp_float(const void* e1, const void* e2)
{
	return (int)(*(float*)e1 - *(float*)e2);
}

字符串排序

int cmp_str_size(const void* e1, const void* e2)
{
	return strcmp((char*)e1, (char*)e2);
}

结构体排序

int cmp_by_name(const void* e1, const void* e2)
{
	return (int)(((stu*)e1)->age - ((str*)e2)->age);
}

结构体中文名字排序示例

上述结构体排序是年龄，接下来我们来比较结构体中按中文名字排序

 
#include 
#include //使用qsort函数需要包含头文件
#include 
 
struct stu
{
	char name[20];
	int age;
};
 
int cmp_name(const void* e1, const void* e2)
{
	return strcmp(((struct stu*)e1)->name , ((struct stu*)e2)->name);
}
 
int main()
{
	struct stu arr[3] = { {"张三", 20}, {"李四", 18}, {"王五", 36} };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
 
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_name);
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%s %d ", arr[i].name, arr[i].age);
		printf("\n");
	}
 
	return 0;
}

qsort函数的模拟

了解了qsort函数的使用，我们来尝试模拟一下qsort函数的实现

#include
void swap(char* p1, char* p2, int width) 
{
	for (int i = 0; i < width; i++) //不知道是什么类型，所以要一个字节一个字节来进行交换
	{
		char temp = *p1;
		*p1 = *p2;
		*p2 = temp;
		p1++;
		p2++;
	}
}
 
int compare(const void* p1, const void* p2) 
{
	return *((int*)p1) - *((int*)p2);
}
 
 
//void* base - 要求排序不同类型的数组，void*恰好能接收任意类型的数据
//int num - 元素个数
//int width - 一个元素的大小
//int (*compare)(const void* p1, const void* p2)  函数传参函数指针接收
int my_qsort(void* base, int num, int width,int (*compare)(const void* p1, const void* p2）)) 
{
	for (int i = 0; i < num - 1; i++) 
	{
		for (int j = 0; j < num - 1 - i; j++) 
		{
			//强制类型转化为char*型的数据，是因为一开始不知道数组的类型
            //如果要访问数据的话，只能一个字节一个字节的访问
			//这样有利于排序各种类型的数   	
			if (compare((char*)base + j * width,(char*)base + (j + 1) * width) > 0) 
			{
				//写一个Swap函数来交换
				swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);
			}
		}
	}
 
 
}
 
int print(int arr[], int num)
{
	for (int i = 0; i < num; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
}
 
int main() 
{
	int arr[10] = { ![11，23，54，65，87，34，59，55，66，44]
	int num = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//计算数组中的元素个数
 
    //打印排序前的数组
    printf("排序前为：");
    print(arr, num);
	printf("\n");
 
	my_qsort(arr, num, sizeof(arr[0]), compare);
 
	//打印排序后的数组
    printf("排序后为：");
	print(arr, num);
 
	return 0;
}

运行结果如下：

内容就分享到这里，各位看客老爷万福金安。