C语言 使用qsort函数来进行快速排序

目录

• 前言
• qsort的简单介绍
• 用qsort实现一个整形类型的排序
• 用qsort函数实现结构体的排序
• qsort函数的实现

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

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。