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學(xué)無(wú)先后，達(dá)者為師

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C語(yǔ)言庫(kù)函數(shù)qsort的使用詳解_C 語(yǔ)言

作者：蔣靈瑜的流水賬 ? 更新時(shí)間： 2022-08-05 編程語(yǔ)言

一、回調(diào)函數(shù)

C語(yǔ)言庫(kù)函數(shù)中的qsort的是一個(gè)回調(diào)函數(shù)，回調(diào)函數(shù)就是一個(gè)通過(guò)函數(shù)指針調(diào)用的函數(shù)。如果把函數(shù)的指針（地址）作為參數(shù)傳遞給另一個(gè) 函數(shù)，當(dāng)這個(gè)指針被用來(lái)調(diào)用其所指向的函數(shù)時(shí)，我們就說(shuō)這是回調(diào)函數(shù)。回調(diào)函數(shù)不是由該函數(shù)的實(shí)現(xiàn)方直接調(diào)用，而是在特定的事件或條件發(fā)生時(shí)由另外的一方調(diào)用的，用于對(duì)該事件或條件進(jìn)行響應(yīng)。

二、庫(kù)函數(shù)qsort

void* base：要排序的數(shù)據(jù)的起始位置

size_t num：待排序數(shù)據(jù)的元素個(gè)數(shù)

size_t width：待排序的數(shù)據(jù)元素的大小，單位是字節(jié)

int(__cdecl*compare)(constvoid*elem1,constvoid*elem2)：把比較函數(shù)的地址傳給cmp，e1和e2是要比較的兩個(gè)元素的地址。（__cdecl是函數(shù)調(diào)用約定）

注意：最后一個(gè)函數(shù)參數(shù)是一個(gè)函數(shù)指針，所以在調(diào)用庫(kù)函數(shù)qsort()的時(shí)候，傳的參數(shù)是比較函數(shù)的地址。

1、e1小于e2，返回值小于0；

2、e1等于e2，返回0；

3、e1大于e2，返回值大于0。

三、使用qsort排序整型數(shù)組

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
int int_cmp(const void* e1, const void* e2)
{
	return *(int*)e1 - *(int*)e2;//升序排序
}
int main()
{
	int arr[10] = { 9,8,7,6,5,2,4,3,1,0 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), int_cmp);
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);//打印0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
	}
	return 0;
}

庫(kù)函數(shù)qsort的比較函數(shù)是需要自己實(shí)現(xiàn)的，并且已經(jīng)給定了比較函數(shù)的兩個(gè)形參。因?yàn)閑1和e2是無(wú)類型指針，不能解引用和加減。所以此處使用時(shí)需要先將指針類型前置類型轉(zhuǎn)換為int*，再進(jìn)行解引用操作。

此處可以加深回調(diào)函數(shù)的理解：int_cmp是本人來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)程序運(yùn)行到qsort函數(shù)時(shí)，由庫(kù)函數(shù)qsort對(duì)int_cmp進(jìn)行調(diào)用。這就是回調(diào)函數(shù)。

四、使用qsort排序結(jié)構(gòu)體

1、使用qsort排序結(jié)構(gòu)體中的字符成員

先創(chuàng)建一個(gè)學(xué)生的結(jié)構(gòu)體類型，定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型的學(xué)生數(shù)組，數(shù)組內(nèi)包含3名學(xué)生的信息。通過(guò)qsort函數(shù)進(jìn)行排序。在實(shí)現(xiàn)str_name_cmp函數(shù)時(shí)，需要先將e1和e2先強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換為struct Stu*類型，由于strcmp函數(shù)的返回值剛好契合str_name_cmp函數(shù)，可以直接使用return將返回值帶回。通過(guò)打印可以發(fā)現(xiàn)三名同學(xué)已經(jīng)按ASCII碼完成排序。

2、使用qsort排序結(jié)構(gòu)體中的整型成員

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
struct Stu
{
	char name[20];
	int age;
};
int str_age_cmp(const void* e1, const void* e2)
{
	return ((struct Stu*)e1)->age - ((struct Stu*)e2)->age;
}
int main()
{
	struct Stu s[] = { {"zhangsan",18},{"lisi",17},{"wangwu",22} };
	int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
	qsort(s, sz, sizeof(s[0]), str_age_cmp);
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", s[i].age);//輸出17 18 22
	}
	return 0;
}

排序結(jié)構(gòu)體整型成員和排序整型數(shù)組、結(jié)構(gòu)體字符成員方式相似。

五、基于冒泡排序的庫(kù)函數(shù)qsort的模擬實(shí)現(xiàn)

1、使用改寫(xiě)函數(shù)排序整型數(shù)組

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
int int_cmp(const void* e1, const void* e2)//比較函數(shù)
{
	return *(int*)e1 - *(int*)e2;//升序排序
}
Swap(char* p1, char* p2, size_t width)
{
	for (int i = 0; i < width; i++)//每個(gè)字節(jié)交換
	{
		int tmp = *p1;
		*p1 = *p2;
		*p2 = tmp;
		p1++;
		p2++;
	}
}
void qsort_bubble(void* base, size_t sz, size_t width, int(* compare)(const void* e1, const void* e2))
{//基于庫(kù)函數(shù)qsort進(jìn)行改寫(xiě)的冒泡排序
	for (int i = 0; i < sz-1; i++)
	{
		int change = 0;
		for (int j = 1; j < sz - i; j++)
		{
            //交換
			if (compare((char*)base+(j-1)*width , (char*)base+j*width)>0)
			{
				Swap((char*)base + (j - 1) * width, (char*)base + j * width,width);
				change = 1;
			}
		}
		if (change == 0)
			break;
	}
}
int main()
{
	int arr[10] = { 9,8,7,6,5,2,4,3,1,0 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	qsort_bubble(arr, sz,sizeof(arr[0]),int_cmp);
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

qsort_bubble函數(shù)中，采用冒泡排序的比較方式，形參模仿庫(kù)函數(shù)qsort中的形參。

在函數(shù)內(nèi)部調(diào)用compare時(shí)(compare是比較函數(shù)的地址)，由于外部比較的數(shù)據(jù)類型不可知，故使用最小內(nèi)置類型char和數(shù)據(jù)類型的長(zhǎng)度width來(lái)表示外部類型所占字節(jié)。

2、使用改寫(xiě)函數(shù)排序結(jié)構(gòu)體中的字符成員

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
struct Stu//定義結(jié)構(gòu)體
{
	char name[20];
	int age;
};
int str_name_cmp(const void* e1, const void* e2)//字符的比較函數(shù)
{
	return strcmp(((struct Stu*)e1)->name, ((struct Stu*)e2)->name);
}
Swap(char* p1, char* p2, size_t width)//交換函數(shù)
{
	for (int i = 0; i < width; i++)
	{
		int tmp = *p1;
		*p1 = *p2;
		*p2 = tmp;
		p1++;
		p2++;
	}
}
void qsort_bubble(void* base, size_t sz, size_t width, int(*compare)(const void* e1, const void* e2))
{基于庫(kù)函數(shù)qsort進(jìn)行改寫(xiě)的冒泡排序
	for (int i = 0; i < sz - 1; i++)
	{
		int change = 0;
		for (int j = 1; j < sz - i; j++)
		{
			if (compare((char*)base + (j - 1) * width, (char*)base + j * width)>0)
			{
				Swap((char*)base + (j - 1) * width, (char*)base + j * width, width);
				change = 1;
			}
		}
		if (change == 0)
			break;
	}
}
int main()
{
	struct Stu s[] = {{"zhangsan",18},{"lisi",17},{"wangwu",22}};
	int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
	qsort(s, sz, sizeof(s[0]), str_name_cmp);
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%s ", s[i].name);
	}
	return 0;
}

輸出結(jié)果lisi wangwu zhangsan，理解方式和上方例子一樣。

3、對(duì)庫(kù)函數(shù)qsort的總結(jié)

第一次使用庫(kù)函數(shù)qsort的時(shí)候，肯定會(huì)疑惑，為什么e1-e2的返回值大于0時(shí)，升序排序；反之降序？

我們?cè)谀M實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，在冒泡排序內(nèi)部調(diào)用compare這個(gè)函數(shù)地址，傳參時(shí)，如果前一個(gè)元素的值大于后一個(gè)元素，那么傳入比較函數(shù)，e1-e2＞0，進(jìn)行交換，交換完畢后e1<e2，實(shí)現(xiàn)了升序排序！

如果要實(shí)現(xiàn)降序排序，在比較函數(shù)內(nèi)使用e2-e1即可，意思是后一個(gè)元素大于前一個(gè)元素，進(jìn)行交換，交換完畢后e1>e2，實(shí)現(xiàn)了降序排序！

六、力扣977#中庫(kù)函數(shù)qsort的使用

使用pow函數(shù)對(duì)數(shù)組元素逐個(gè)平方。由于素組內(nèi)存在負(fù)數(shù)，所以平方后數(shù)組可能亂序，需要重新排序，這里可以使用庫(kù)函數(shù)qsort進(jìn)行排序。

 int compare(const void* elem1,const void* elem2)//比較函數(shù)
 {
     return *(int*)elem1-*(int*)elem2;
 }
int* sortedSquares(int* nums, int numsSize, int* returnSize){
    *returnSize=numsSize;
    for(int i=0;i<numsSize;i++)
    {
        nums[i]=pow(nums[i],2);
    }
    qsort(nums,numsSize,sizeof(nums[0]),compare);//庫(kù)函數(shù)qsort的使用
    return nums;
}

但是平常刷題是還是不建議無(wú)腦上qsort，需要根據(jù)題目要求合理的選擇排序算法。

原文鏈接：https://blog.csdn.net/gfdxx/article/details/125253231

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