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C語言?使用qsort函數來進行快速排序_C 語言

作者：誠摯的喬治 ? 更新時間： 2022-04-15 編程語言

前言

今天分享一個庫函數

介紹qsort的使用及實現方法

他可以實現不限于整形、浮點型、字符型、自定義等類型的排序

qsort的簡單介紹

? qsort
頭文件 ＃include <stdlib.h>
格式 void qsort(void* base,size_t num,size_t width,int(__cdecl*compare(const void*,const void*))
功能 實現多類型的快速排序
返回值 無返回值

把格式分解?

void qsort(void* base, 
           size_t num, 
           size_t width, 
           int(* compare)(const void* e1, const void* e2)
           );

qsort的首參數為待排列數組的首地址

size_t num為某個類型的個數

size_t width為類型的寬度，也就是該類型的大小

int(* compare)(const void* e1, const void* e2)為比較函數的指針，這里是利用函數指針作為參數，實現傳參

這里運用了回調函數的思想

回調函數就是通過函數指針調用的函數，如果把一個函數的指針（地址）當作參數，傳給另一個函數，當這個函數調用所指的函數時，我們就說這是回調函數。

用qsort實現一個整形類型的排序

#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函數實現結構體的排序

#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)  //結構體中的浮點型
{
	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)     //結構體中的整形
{
	return ((struct Stu*)e1)->age - ((struct Stu*)e2)->age;
}
 
int cmp_stu_by_name(const void* e1, const void* e2)    //結構體中的字符型
{
	return strcmp(((struct Stu*)e1)->name, ((struct Stu*)e2)->name);
}
 
void print_stu(struct Stu arr[], int sz)  //打印函數
{
	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} };
	//按照成績來排序
	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;
}

結構體的成員包括整形，浮點型和字符型

分別從小到大來排列?

cmp函數通過返回值的正負性來實現比較大小，就可以實現下圖的結果

qsort函數的實現

qsort函數在實現的時候，其實跟冒泡排序有一定的聯系

只不過

相對于冒泡排序，它可以排序各類型的數據，下面通過對比來實現其函數的功能

冒泡排序實現整形的排序

void bubble(int arr[],int sz)  //冒泡排序實現整形的排序
{
	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函數的實現

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)
			{
				//兩個元素的交換
				Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);
			}
		}
	}
}

可以看出有兩個地方有差異

首先就是兩個元素比較大小，是通過cmp比較函數實現

當返回值大于零，函數就實現從小到大來排序

當返回值小于零，函數就實現從大到小來排序

當返回值等于零，元素不發生變化

第二個差異就是，實現兩個元素的交換

冒泡排序就是通過引入一個中間變量，達到交換的目的

而qsort函數，通過調用一個函數，通過引入寬度（所占字節的大小），進行字節之間的交換，所以用char類型來實現不同類型的交換，所以首先需要知道排序數組內每一個元素的大小，整形就交換四個字節的空間即可。

原文鏈接：https://z-ming.blog.csdn.net/article/details/122774748

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