C语言 快速排序——qsort函数的介绍

霍霍哈嗨2024-03-04 1:35

qsort函数

  • [1. 函数介绍](#1. 函数介绍)
  • [2. 函数使用](#2. 函数使用)
    • [2.1 整型排序](#2.1 整型排序)
    • [2.2 字符排序](#2.2 字符排序)
    • [2.3 字符串排序](#2.3 字符串排序)
    • [2.4 结构体排序](#2.4 结构体排序)
  • [3. 用冒泡思想模拟qsort函数](#3. 用冒泡思想模拟qsort函数)

我们以往使用冒泡排序和选择排序等对数据进行排序时，有可能会遇到搞不清排序次数，运行时间过长等一些问题，并且这些排序方法也只能排序整型数据。

下面我们了介绍一个内置排序函数----qsort函数。它可以比较任何类型的数据。

1. 函数介绍

首先qsort是库函数，使用时要包含头文件<stdlib.h>。

qsort的函数声明是：

c 复制代码 
void qsort (void* base, size_t num , size_t size,
 int (* compar)(const void * p1 ,const void * p2));

其中，4个参数分别是：

  • void* base：指针，指向的是待排序的数组的第一个元素
  • size_t num：是base指向的待排序数组的元素个数
  • size_t size：base指向的待排序数组的元素的大小
  • int (* compar)(const void * p1 ,const void * p2)：函数指针，指向的就是两个函数的比较函数（排序函数名）。

待排序的数组，元素的个数，每个元素的大小都能看懂，不需要解释。

那排序函数名是什么呢？

排序函数 就是由qsort函数的使用者自己定义的函数 ，使用者明确知道要排序的是什么数据，这些数据应该如何比较，所以自行提供两个元素的比较函数。

这也就是为什么qsort函数能够排序任何类型的数据。

c 复制代码 
int (* compar)(const void * p1 ,const void * p2)

首先来看排序函数的参数，它的参数一定是const void*

const ---- 是为了保证在函数运行的过程中，p1与p2的值不被改变，是一种保护措施。

void* ---- 这是一种泛型指针，可增强函数的普适性。在使用时看要比较的数据类型进行强制转换。

返回值：若p1>p2,则返回大于0的整数，若p1<p2,则返回小于0的整数，若p1=p2,则返回0。

2. 函数使用

注意：qsort 函数默认排升序！！
如果想排降序，把下面代码中的p1与p2互换即可！！

2.1 整型排序

c 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

//使用者自己定义的比较整型的函数
int cmp_int(const void* p1, const void* p2)
{
	//int* e1 = (int*)p1;
	//int* e2 = (int*)p2;
	//if (*e1 > *e1)
	//	return 1;
	//else if (*e1 == *e1)
	//	return 0;
	//else
	//	return -1;

	//上面的代码可简化为：
	return *(int*)p1 - *(int*)p2;
}

void print_int(int arr[], int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("\n");
}

void test1()
{
	int arr[] = { 5,4,8,9,6,3,2,1 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);
	print_int(arr, sz);

}

int main()
{
	test1();

	return 0;
}

2.2 字符排序

c 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int cmp_char(const void* p1, const void* p2)
{
	return *(char*)p1 - *(char*)p2;
}

void Print_char(char arr[], int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%c ", arr[i]);
	}
	printf("\n");
}

void test2()
{
	char arr[] = { 'd','r','a','w'};
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_char);
	Print_char(arr, sz)
}

int main()
{
	test2();

	return 0;
}

2.3 字符串排序

c 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int cmp_chars(const void* p1, const void* p2)
{
	return (*(char*)p1-*(char*)p2);
}

void print_char(char arr[][20], int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%s\n", arr[i]);
	}
}

void test3()
{
	char arr[5][20] = { "hello world","apple","banana" };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_char);
	print_chars(arr, sz);
}

int main()
{
	test3();

	return 0;
}

2.4 结构体排序

1.按名字排序：

c 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

struct Stu
{
	char name[20];
	int age;
};

void print_struct(struct Stu* arr, int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%s %d\n", arr[i].name, arr[i].age);
	}
}

int cmp_name(const void* p1, const void* p2)
{
     //比较两个字符串，用strcmp函数
	return strcmp(((struct Stu*)p1)->name, ((struct Stu*)p2)->name);
}

void test4()
{
	struct Stu arr[3] = { {"zhangsan",24},{"lisi",18},{"wangwu",49} };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_name);
	print_struct(arr, sz);
}

int main()
{
	test4();
	
	return 0;
}
  1. 按年龄排序：
c 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct Stu
{
	char name[20];
	int age;
};

void print_struct(struct Stu* arr, int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%s %d\n", arr[i].name, arr[i].age);
	}
}

int cmp_age(const void* p1, const void* p2)
{
	return ((struct Stu*)p1)->age - ((struct Stu*)p2)->age;
}

void test5()
{
	struct Stu arr[3] = { {"zhangsan",24},{"lisi",18},{"wangwu",49} };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_age);
	print_struct(arr, sz);

int main()
{
	test5();
	
	return 0;
}

3. 用冒泡思想模拟qsort函数

c 复制代码 
//用冒泡思想模拟实现qsort函数
void Swap(char* buf1, char* buf2, size_t width)
{
	assert(buf1 && buf2);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < width; i++)
	{
		char tmp = *buf1;
		*buf1 = *buf2;
		*buf2 = tmp;
		buf1++;
		buf2++;
	}

}

void my_qsort(void* base, size_t sz, size_t width, int (*cmp)(const void* p1, const void* p2))
{
	趟数
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz - 1; i++)
	{
		每趟两两之间的比较
		int j = 0;
		for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
		{
			if (cmp((char*)base + j * width ,(char*)base + (j + 1) * width) > 0)
			{
				Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);
			}
		}
	}
}

void Print_arr(int arr[], int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("\n");
}

int cmp_int(const void* p1, const void* p2)
{
	return *(int*)p1 - *(int*)p2;
}

void test1()
{
	int arr[] = { 2,5,6,9,8,7,4,1 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	my_qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);
	Print_arr(arr, sz);
}

int main()
{
	test1();//排序整型
	
	return 0;
}
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