C语言 使用qsort函数来进行快速排序
时间：2022-09-20 09:27:17|栏目：C代码|点击： 次
前言
今天分享一个库函数
介绍qsort的使用及实现方法
他可以实现不限于整形、浮点型、字符型、自定义等类型的排序
qsort的简单介绍
| qsort | |
| 头文件 | ＃include <stdlib.h> |
| 格式 | void qsort(void* base,size_t num,size_t width,int(__cdecl*compare(const void*,const void*)) |
| 功能 | 实现多类型的快速排序 |
| 返回值 | 无返回值 |
把格式分解
void qsort(void* base,
size_t num,
size_t width,
int(* compare)(const void* e1, const void* e2)
);
qsort的首参数为待排列数组的首地址
size_t num为某个类型的个数
size_t width为类型的宽度，也就是该类型的大小
int(* compare)(const void* e1, const void* e2)为比较函数的指针，这里是利用函数指针作为参数，实现传参
这里运用了回调函数的思想
回调函数就是通过函数指针调用的函数，如果把一个函数的指针（地址）当作参数，传给另一个函数，当这个函数调用所指的函数时，我们就说这是回调函数。
用qsort实现一个整形类型的排序
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int cmp_int(const void* e1, const void* e2)
{
return (*(int*)e1) - (*(int*)e2);
}
void test1()
{
int arr[] = { 1,4,2,6,5,3,7,9,0,8 };
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);
int i = 0;
for (i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%d ", arr[i]);
}
printf("\n");
}
int main()
{
test1();
return 0;
}
用qsort函数实现结构体的排序
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
struct Stu
{
char name[20];
int age;
float score;
};
int cmp_stu_by_socre(const void* e1, const void* e2) //结构体中的浮点型
{
if (((struct Stu*)e1)->score > ((struct Stu*)e2)->score)
{
return 1;
}
else if (((struct Stu*)e1)->score < ((struct Stu*)e2)->score)
{
return -1;
}
else
{
return 0;
}
}
int cmp_stu_by_age(const void* e1, const void* e2) //结构体中的整形
{
return ((struct Stu*)e1)->age - ((struct Stu*)e2)->age;
}
int cmp_stu_by_name(const void* e1, const void* e2) //结构体中的字符型
{
return strcmp(((struct Stu*)e1)->name, ((struct Stu*)e2)->name);
}
void print_stu(struct Stu arr[], int sz) //打印函数
{
int i = 0;
for (i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%s %d %f\n", arr[i].name, arr[i].age, arr[i].score);
}
printf("\n");
}
void test4()
{
struct Stu arr[] = { {"zhangsan",20,87.5f},{"lisi",22,99.0f},{"wangwu", 10, 68.5f} };
//按照成绩来排序
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_stu_by_socre);
print_stu(arr, sz);
qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_stu_by_age);
print_stu(arr, sz);
qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_stu_by_name);
print_stu(arr, sz);
}
int main()
{
test4();
return 0;
}
结构体的成员包括整形，浮点型和字符型
分别从小到大来排列
cmp函数通过返回值的正负性来实现比较大小，就可以实现下图的结果
qsort函数的实现
qsort函数在实现的时候，其实跟冒泡排序有一定的联系
只不过
相对于冒泡排序，它可以排序各类型的数据，下面通过对比来实现其函数的功能
冒泡排序实现整形的排序
void bubble(int arr[],int sz) //冒泡排序实现整形的排序
{
int tmp = 0; int i = 0; int j = 0;
for (i = 0; i < sz - 1; i++)
{
for (j=0;j<sz-1;j++)
{
if (arr[j] > arr[j + 1])
{
tmp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = tmp;
}
}
}
}
qsort函数的实现
void Swap(char* buf1, char* buf2, int width)
{
int i = 0;
for (i = 0; i < width; i++)
{
char tmp = *buf1;
*buf1 = *buf2;
*buf2 = tmp;
buf1++;
buf2++;
}
}
void bubble_sort(void* base, int sz, int width, int(*cmp)(const void* e1, const void* e2))
{
int i = 0;
for (i = 0; i < sz - 1; i++)
{
int j = 0;
for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
{
//if (arr[j] > arr[j + 1])
if (cmp((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width) > 0)
{
//两个元素的交换
Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);
}
}
}
}
可以看出有两个地方有差异
首先就是两个元素比较大小，是通过cmp比较函数实现
当返回值大于零，函数就实现从小到大来排序
当返回值小于零，函数就实现从大到小来排序
当返回值等于零，元素不发生变化
第二个差异就是，实现两个元素的交换
冒泡排序就是通过引入一个中间变量，达到交换的目的
而qsort函数，通过调用一个函数，通过引入宽度（所占字节的大小），进行字节之间的交换，所以用char类型来实现不同类型的交换，所以首先需要知道排序数组内每一个元素的大小，整形就交换四个字节的空间即可。
