C语言--快速排序【qsort函数的使用方法】

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一.快速排序的介绍

快速排序是一种高效的排序算法，它基于分治的思想。算法的基本思路是选择一个基准元素（pivot），将待排序序列划分为两个子序列，一个子序列中的所有元素都小于基准元素，另一个子序列中的所有元素都大于基准元素。然后递归地对这两个子序列进行快速排序，最终将整个序列排序完成。

时间复杂度

快速排序的平均时间复杂度为O(nlogn)，其中n是待排序序列的长度。在最好的情况下，即每次选择的基准都将序列均匀地划分为两个子序列，快速排序的时间复杂度可以达到最优情况的O(nlogn)。

然而，在最坏的情况下，即每次选择的基准都是序列中的最大或最小元素，导致划分不均匀时，快速排序的时间复杂度将变为O(n^2)。这种情况通常发生在待排序序列已经有序或近乎有序的情况下。

需要注意的是，快速排序的时间复杂度是基于平均情况和最坏情况来衡量的，对于一般情况下的随机序列，快速排序的平均时间复杂度是O(nlogn)级别的。此外，快速排序是一种原址排序算法，不需要额外的辅助空间。

最优：O(nlogn)

最坏：O(n^2)

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二.快速排序在C语言中如何使用

qsort:快速排序函数,需要引用stdlib.h文件.

void qsort(
	void* base,
	size_t num,
	size_t width,
	int(__cdecl* compare)(const void*, const void*)
);
//参数:
//base:需要排序的数组
//num : 数据个数(数组长度)
//width : 每个数据的字节数(sizeof(数据类型))
//compare : 比较大小的依据

在进行排序时,一定需要比较两个数据的大小,由于qsort能对任意的数据进行排序,那么它无法知道排序的规则,这个需要使用的人通过参数把这个传递给qsort,也就是上面的compare参数.

下面列举一些利用qsort的应用示例. 

1.对char类型排序(注意是字符,不是字符串)

2.对int类型排序

3.对double类型排序 

4.对Student(结构体)类型,按姓名排序 

5.对Student(结构体)类型,按分数排序

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1.对char类型排序

#include
#include
//对单个字符进行排序
int Cmp_char(const void* vp1, const void* vp2)
{
	return *(char*)vp1 - *(char*)vp2;
}
int main()
{
	char str[] = "dafjkfladsj";
	qsort(str, strlen(str), sizeof(char), Cmp_char);//注意这里要用strlen函数求字符串长度
	printf("%s", str);
	return 0;
}

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2.对int类型排序

#include
#include
//快速排序 对int型整数排序
int Cmp_int(const void* vp1, const void* vp2)
{
	return *(int*)vp1 - *(int*)vp2;//默认是升序，降序需要整体加一个括号，再加负号
}
int main()
{
	int arr[] = { 22,4,5,745,65,45,-2 };
	qsort(arr, sizeof(arr)/sizeof(arr[0]), sizeof(int), Cmp_int);
	for (int i = 0;i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);i++)
		printf("%d ", arr[i]);
	return 0;
}

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3.对double类型排序 

#include
#include
//对double类型进行排序 注意要用一个临时变量
int Cmp_double(const void* vp1, const void* vp2)
{
	double tmp = *(double*)vp1 - *(double*)vp2;
	if (tmp > 0)
		return 1;
	else if (tmp < 0)
		return -1;
	else
		return 0;
}
int main()
{
	double arr[] = { 12.2,213.2,11.2,11.3,11.4 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	qsort(arr, sz, sizeof(double), Cmp_double);
	for (int i = 0;i < sz;i++)
	{
		printf("%.1lf ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

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4.对Student(结构体)类型，按姓名排序 

#include
#include
//对学生结构体进行排序--姓名
typedef struct Student
{
	char name[20];
	int score;
}Student;
int Cmp_stu_name(const void* vp1, const void* vp2)
{
	return strcmp(((Student*)vp1)->name , ((Student*)vp2)->name);//注意优先级 vp2直接复制前面的vp1
	//strcmp(字符串1，字符串2）
}
int main()
{
	Student arr[] = { {"liubei",80},{"caocao",70},{"sunquan",90},{"zhangfei",30},{"guanyu",85} };
	qsort(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]), sizeof(Student), Cmp_stu_name);
	for (int i = 0;i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);i++)
	{
		printf("%s\n", arr[i].name);
	}
}

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5.对Student(结构体)类型,按分数排序

#include
#include
//对学生结构体进行排序--分数
typedef struct Student
{
	char name[20];
	int score;
}Student;
int Cmp_stu_score(const void* vp1, const void* vp2)
{
	return ((Student*)vp1)->score - ((Student*)vp2)->score;//注意优先级 vp2直接复制前面的vp1
}
int main()
{
	Student arr[] = { {"liubei",80},{"caocao",70},{"sunquan",90},{"zhangfei",30},{"guanyu",85} };
	qsort(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]), sizeof(Student), Cmp_stu_score);
	for (int i = 0;i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);i++)
	{
		printf("%d ",arr[i].score);
	}
}

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以上是对qost函数的举例，在需要排序的时候，直接使用就可以了

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