定义一个二维数组并输入数据，将二维数组元素的值按升序排列，并输出排序后的二维数组。

captain_dong2023-12-27 8:59

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问题：

回顾：

给出两种做法：

[解法一：调用qsort 函数进行排序](#解法一：调用qsort 函数进行排序)

代码：

运行结果：

解法二：冒泡排序

代码：

运行结果:

回顾里的4种方法的模板参考：

1.冒泡排序法：

[2. 选择排序法：](#2. 选择排序法：)

3.插入排序法：

4.快速排序法：

问题：

定义一个二维数组并输入数据，将二维数组元素的值按升序排列，并输出排序后的二维数组。

回顾：

可以使用多种方法来实现将二维数组元素按升序排列的算法。以下是几种常见的做法：

  1. 冒泡排序法：对二维数组进行冒泡排序，每次比较相邻元素并交换位置，直到整个数组有序。

  2. 选择排序法：在二维数组中选择最小元素，与当前位置的元素交换，并依次向后遍历和选择最小元素，直到整个数组有序。

  3. 插入排序法：将未排序的元素逐个插入到已排序的部分中，类似于打扑克牌时的排序过程。

  4. 快速排序法：选择基准元素，将数组划分为左右两个子数组，使得左边的元素都小于等于基准元素，右边的元素都大于等于基准元素，然后递归地对子数组进行快速排序。

给出两种做法：

解法一：调用qsort 函数进行排序

代码：

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>

// 定义比较函数，用于qsort排序
int compare(const void *a, const void *b) {
    return (*(int*)a - *(int*)b);
}

int main() {
    int m, n;
    printf("请输入二维数组的行数和列数：");
    scanf("%d %d", &m, &n);

    int arr[m][n];

    printf("请输入二维数组的元素值：\n");
    for (int i = 0; i < m; i++) {
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            scanf("%d", &arr[i][j]);
        }
    }

    printf("输入的二维数组为：\n");
    for (int i = 0; i < m; i++) {
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            printf("%d ", arr[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }

    // 将二维数组展开成一维数组
    int temp[m * n];
    for (int i = 0; i < m; i++) {
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            temp[i * n + j] = arr[i][j];
        }
    }

    // 使用标准库函数qsort对一维数组进行排序
    qsort(temp, m * n, sizeof(int), compare);

    // 将排序后的一维数组重新填充回二维数组
    for (int i = 0; i < m; i++) {
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            arr[i][j] = temp[i * n + j];
        }
    }

    printf("排序后的二维数组为：\n");
    for (int i = 0; i < m; i++) {
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            printf("%d ", arr[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }

    return 0;
}
cpp 复制代码 
// 定义比较函数，用于qsort排序
int compare(const void *a, const void *b) {
    return (*(int*)a - *(int*)b);
}

compare函数是用作qsort函数的比较函数。在C语言中，qsort函数是一个标准库函数，用于对数组进行排序。它接受一个数组、数组中元素的数量、每个元素的大小以及一个比较函数作为参数，然后使用指定的比较函数对数组进行排序。

比较函数的作用是定义元素之间的顺序关系。在这个示例中，比较函数compare用于升序排序。

它的参数类型是const void* ，这是因为qsort函数需要一个通用的比较函数，能够处理任意类型的元素。函数内部通过将参数转换成int*类型，并取值进行比较，返回一个整数来表示两个元素的相对顺序。

比较函数的返回值有以下规定：

  • 如果返回值小于0，表示第一个元素应该排在前面；
    • 如果返回值等于0，表示两个元素相等，顺序不变；
      • 如果返回值大于0，表示第二个元素应该排在前面。

通过定义不同的比较函数，我们可以实现不同的排序方式，例如降序排序或者按照其他自定义规则进行排序。

qsort函数是C语言中的一个库函数，主要用于对数组进行排序。它包含四个参数 ：数组名，元素个数（从前往后计算），数组元素所占字节（如int，double，char等所占字节） 以及**排序原则（**递增，递减，奇偶交叉等）。此外，为了实现特定的排序规则，我们需要提供一个比较函数。

例如，如果我们想按照升序排列一个整数数组，我们可以定义一个比较函数如下：

int cmp(const void *a,const void *b) {

return * ( int *)a-* ( int *)b;

}

然后调用qsort (num, n, sizeof ( int ), cmp);进行排序。

需要注意的是，qsort函数是一个不稳定的排序算法，也就是说，相等元素的相对位置可能会在排序后改变。同时，qsort函数可以对任意类型的数组进行排序，只需自定义相应的比较函数即可。

运行结果：

解法二：冒泡排序

代码：

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>

int main() {
    int m, n;
    printf("请输入二维数组的行数和列数：");
    scanf("%d %d", &m, &n);

    int arr[m][n];

    printf("请输入二维数组的元素值：\n");
    for (int i = 0; i < m; i++) {
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            scanf("%d", &arr[i][j]);
        }
    }

    // 将二维数组展开成一维数组
    int temp[m * n];
    for (int i = 0; i < m; i++) {
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            temp[i * n + j] = arr[i][j];
        }
    }

    // 冒泡排序对一维数组进行升序排序
    for (int i = 0; i < m * n - 1; i++) {
        for (int j = 0; j < m * n - 1 - i; j++) {
            if (temp[j] > temp[j + 1]) {
                int tempValue = temp[j];
                temp[j] = temp[j + 1];
                temp[j + 1] = tempValue;
            }
        }
    }

    // 将排序后的一维数组重新填充回二维数组
    for (int i = 0; i < m; i++) {
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            arr[i][j] = temp[i * n + j];
        }
    }

    // 输出排序后的二维数组
    printf("排序后的二维数组为：\n");
    for (int i = 0; i < m; i++) {
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            printf("%d ", arr[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }

    return 0;
}

  1. 首先在主函数中，通过用户输入获取二维数组的行数和列数，然后根据用户输入的行数和列数定义一个二维数组arr[m][n]。

  2. 接着，用户被提示输入二维数组的元素值，通过两重循环遍历用户输入的元素，并将其存储在arr数组中。

  3. 接下来，利用一个临时的一维数组temp[m*n]来存储二维数组arr中的所有元素。通过两重循环将二维数组展开成一维数组，展开的方式是按照行优先的顺序，即先将第一行的元素存入一维数组，再存储第二行的元素，依次类推。

  4. 之后，使用冒泡排序法对一维数组temp进行升序排序。冒泡排序法是通过相邻元素的比较和交换来实现排序的。

  5. 排序完成后，再次利用两重循环将排序后的一维数组temp重新填充回二维数组arr中，还是按照行优先的顺序进行填充。

  6. 最后，输出排序后的二维数组arr，同样通过两重循环逐行逐列地输出数组的元素。

运行结果:

回顾里的4种方法的模板参考：

1.冒泡排序法：

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>

void bubbleSort(int arr[][N], int m, int n) {
    for (int k = 0; k < m * n - 1; k++) {
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            for (int j = 0; j < n - 1; j++) {
                if (arr[i][j] > arr[i][j + 1]) {
                    // 交换相邻元素
                    int temp = arr[i][j];
                    arr[i][j] = arr[i][j + 1];
                    arr[i][j + 1] = temp;
                }
            }
        }
    }
}

int main() {
    // 输入二维数组和行列数省略

    bubbleSort(arr, m, n);

    // 输出排序后的二维数组省略

    return 0;
}

2. 选择排序法：

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>

void selectionSort(int arr[][N], int m, int n) {
    for (int i = 0; i < m; i++) {
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            int minIndex = j;
            for (int k = j + 1; k < n; k++) {
                if (arr[i][k] < arr[i][minIndex]) {
                    minIndex = k;
                }
            }
            if (minIndex != j) {
                // 交换元素
                int temp = arr[i][j];
                arr[i][j] = arr[i][minIndex];
                arr[i][minIndex] = temp;
            }
        }
    }
}

int main() {
    // 输入二维数组和行列数省略

    selectionSort(arr, m, n);

    // 输出排序后的二维数组省略

    return 0;
}

3.插入排序法：

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>

void insertionSort(int arr[][N], int m, int n) {
    for (int i = 0; i < m; i++) {
        for (int j = 1; j < n; j++) {
            int key = arr[i][j];
            int k = j - 1;
            
            while (k >= 0 && arr[i][k] > key) {
                arr[i][k + 1] = arr[i][k];
                k--;
            }
            
            arr[i][k + 1] = key;
        }
    }
}

int main() {
    // 输入二维数组和行列数省略

    insertionSort(arr, m, n);

    // 输出排序后的二维数组省略

    return 0;
}

4.快速排序法：

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>

void quickSort(int arr[][N], int low, int high) {
    if (low < high) {
        int pivotIndex = partition(arr, low, high);
        quickSort(arr, low, pivotIndex - 1);
        quickSort(arr, pivotIndex + 1, high);
    }
}

int partition(int arr[][N], int low, int high) {
    int pivot = arr[high][N-1];
    int i = low - 1;

    for (int j = low; j < high; j++) {
        if (arr[j][N-1] <= pivot) {
            i++;
            swap(arr[i], arr[j]);
        }
    }

    swap(arr[i + 1], arr[high]);

    return i + 1;
}

void swap(int* a, int* b) {
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

int main() {
    // 输入二维数组和行列数省略

    quickSort(arr, 0, m - 1);

    // 输出排序后的二维数组省略

    return 0;
}
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