C语言中如何使用qsort函数

发布时间:2021-09-02 13:47:21 作者:小新
来源:亿速云 阅读:155

小编给大家分享一下C语言中如何使用qsort函数,相信大部分人都还不怎么了解,因此分享这篇文章给大家参考一下,希望大家阅读完这篇文章后大有收获,下面让我们一起去了解一下吧!

一.qsort函数是什么

我们可以使用  搜索库函数网址或者MSDN软件进行查找。

qsort()函数:快速排序的函数  -引用stdlib.h头文件

C语言中如何使用qsort函数

参数说明:

void qsort ( 

    void* base, //要排序的目标数组
    size_t num,     //待排序的元素个数
    size_t width,    //一个元素的大小,单位是字节
    int(*cmp)(const void* e1, const void* e2)

);

其中cmp是函数指针,cmp指向的是:排序时,用来比较两个元素的函数。需要自己编写。

返回值:

C语言中如何使用qsort函数

 二.使用qsort排序-以升序为例

关于void*型指针:

  void*:无具体类型的指针   能够接收任意类型的地址
 缺点:不能进行运算。不能+-整数,不能解引用

int a  = 0;
float f = 5.5f;
void* p1 = &a;
void* p2 = &f;
p1 = p1+1;    //err

1.整形数组排序

注意:

1.比较函数的参数类型为void* ,我们要进行强制类型转换!且要解引用才能得到对应的值! 

2.若我们想排成降序,只需要写成e2-e1即可

void Print(int* arr, int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", *(arr + i));
	}
	printf("\n");
}
//比较整形
//注意类型时void* 所以要强制类型转化,还要解引用才是对应的值!!!
int cmp_int(const void* e1, const void* e2)
{
	return *(int*)e1 - *(int*)e2;
}
void test1()
{
	int arr[] = { 9,8,7,6,7,5,4,8 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);
	Print(arr, sz);
}

2.字符数组排序

注意使用sizeof()操作符和strlen()函数的区别

//注意要要强制类型转换!! 要解引用!!!  本质上是比较Ascii值
int cmp_char(const void* e1, const void* e2)
{
    return *(char*)e1 - *(char*)e2;
}
void test4()
{
	char arr[] ="mango";
    //若使用sizeof计算长度:
	//int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);	//6
	//qsort(arr, sz-1, sizeof(arr[0]), cmp_float);
    //因为sizeof把\0也算进去了,所以计算出来的值比字符串本身长度多1
    
    int sz = strlen(arr);	//5
    qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_char);
	printf("%s\n",arr);
}

3.字符指针数组排序

先看看下面这段程序有没有问题?

int cmp_chars(const void* e1, const void* e2)
{
	return strcmp((char*)e1, *(char*)e2);
}
void test2()
{
	 char* arr1 = "abc";
	 char* arr2 = "wcad";
	 char* arr3 = "cab";
	 char* p[3] = { arr1,arr2,arr3 };
	int sz = sizeof(p) / sizeof(p[0]);
	qsort(p, sz, sizeof(p[0]), cmp_chars);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%s\n", p[i]);
	}
}

打印出来发现:结果是错误的!

C语言中如何使用qsort函数

 ->调试后发现:e2存放的是p的地址(char**类型),e1存放的是p指向的下一个元素的地址(char**类型)        

对于这种写法,传进去的是p的地址,strcmp()会将p地址对应的内容转化成字符串,也就是将p中arr1,arr2,arr3的地址转化成字符串

实际上应该传p地址空间中arr1,arr2的地址,这样strcmp()才能找到arr1和arr2对应的字符串,因此得先把e1,e2转化成char**,这样解引用以后才是一个char*的地址

原因:把p传给qsort,p是数组名->首元素地址,元素类型为char*>,所以p的类型为:char**类型。  所以e1 和e2也要强制类型转化为char**,解引用e1,e2才是对应字符串的地址!

C语言中如何使用qsort函数

正解: 

int cmp_chars(const void* e1, const void* e2)
{
	return strcmp(*(char**)e1, *(char**)e2);
}
void test2()
{
	 char* arr1 = "abc";
	 char* arr2 = "wcad";
	 char* arr3 = "cab";
	 char* p[3] = { arr1,arr2,arr3 };
	int sz = sizeof(p) / sizeof(p[0]);
	qsort(p, sz, sizeof(p[0]), cmp_chars);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%s\n", p[i]);
	}

4.结构体数组排序

比较年龄->实际比较的是整形

比较名字->实际比较的是字符串->使用strcmp函数,不能使用 == 判断

struct Stu
{
	int age;
	char name[20];
};
//比较结构体中元素的年龄
int cmp_age(const void* e1, const void* e2)
{
	//本质是比较整形
	return ((struct Stu*)e1)->age - ((struct Stu*)e2)->age;
}
//比较名字
int cmp_name(const void* e1, const void* e2)
{
	//本质是字符串比较->使用strcmp函数
	return strcmp(((struct Stu*)e1)->name, ((struct Stu*)e2)->name);
}
void test2()
{
	//创建结构体数组,用大括号初始化
	struct Stu s[3] = { {19,"Mango"},{18,"Lemon"},{20,"Hello"} };
	int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
	//以年龄排
	qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_age);
	printf("%s %d ",s[0].name,s[0].age);
	printf("%s %d ", s[1].name, s[1].age);
	printf("%s %d ", s[2].name, s[2].age);
	printf("\n");
	//以姓名排
	qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_name);
	printf("%s %d ", s[0].name, s[0].age);
	printf("%s %d ", s[1].name, s[1].age);
	printf("%s %d ", s[2].name, s[2].age);
	printf("\n");
}

5.浮点型数组排序

注意:比较函数中,返回类型是int,最后相减的值要强制类型转化为int ,但这也会造成错误,建议使用方法2.

//写法1:可能会出错
// 原因: 0.2 -0.1 = 0.1 强制类型转化为int后 结果为0
//int cmp_float(const void* e1, const void* e2)
//{
//	//返回类型是int  所以相减后的结果要强制类型转化
//	return (int)(*(float*)e1 - *(float*)e2);
//}
 
//写法2:对应上qsort的返回值
int cmp_float(const void* e1, const void* e2)
{
	if ((*(float*)e1 - *(float*)e2) > 0.00000)
		return 1;
	else if ((*(float*)e1 - *(float*)e2) == 0.000000)
		return 0;
	else
		return -1;
}
void test3()
{
	float arr[5] = { 5.01f,5.01f,0.02f,0.01f,5.001f };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_float);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%f ", arr[i]);
	}
}

三.使用冒泡排序思想模拟实现qsort函数

 1.什么是冒泡排序:

C语言中如何使用qsort函数

主要思想:相邻的两个元素进行比较 

 C语言中如何使用qsort函数

 对于冒泡排序: n个元素 共进行n-1趟冒泡排序。一趟可以使一个元素在特定位置上,每趟排序可以少比较一个元素

但是冒泡排序只能排序整形

 2.冒泡排序代码

void BubbleSort(int* arr, int sz)
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	int flag = 1;//假设一开始有序
	//共进行sz-1趟
	for (i = 0; i < sz-1; i++)
	{
		// 每一趟
		for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				int tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = tmp;
				flag = 0;
			}
		}
		if (flag == 1)
		{
			break;
		}
	}
}
int main()
{
	int arr[10] = { 2,3,6,7,9,0,0,3,2,10 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	BubbleSort(arr, sz);
	return 0;
}

3. 使用冒泡排序思想模拟实现qsort函数

qsort库函数使用的是什么参数,我们设计的函数就使用什么参数!

C语言中如何使用qsort函数  

1.为何将base强制类型转化为char*型指针:

原因:char* 指针+1跳过一个字节,+width:跳过width个字节,指向下一个元素。转化为其他类型不合适

2. 交换函数:还要把宽度(每个元素所占字节数)传过去
因为交换的时候是传地址,所以要知道元素的宽度,一个字节一个字节的交换 ,这样也证明了使用char*指针的好处!

3.(char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width,

  当j = 0时:比较的是第一个元素和第二个元素
   j = 1时,比较的是第二个元素和第三个元素
    ....  很妙的写法

//交换 --一个字节一个字节的交换,共交换width次
void Swap(char* buf1, char* buf2, size_t width)
{
	size_t i = 0;
	for (i = 0; i < width; i++)
	{
		char tmp = *buf1;
		*buf1 = *buf2;
		*buf2 = tmp;
		buf1++;
		buf2++;
	}
}
void my_BubbleSort(void* base, size_t num,size_t width, int(*cmp)(const void* e1, const void* e2))
{
	//冒泡排序
	//若要排序n个元素,只需要进行n-1趟
	//每一趟可以少比较一个元素,每一趟可以使一个元素在确定的位置上
	//num:要排序元素的个数 类型是size_t 
    //num是无符号数 防止产生警告 所以i和j也定义为size_t
    // size_t == unsigned int 
	size_t i = 0;
	size_t j = 0;
 
	//共进行num-1趟
	for (i = 0; i < num; i++)
	{
		//每一趟
		for (j = 0; j < num - 1 - i; j++)
		{
			//比较
			//传地址   
			//相邻两个元素比较   width:宽度,每个元素所占字节
			//排成升序
			if (cmp((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width) > 0)
			{
				//交换两数
				Swap( (char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width );
			}
		}
	}
}

当然 ,交换也可以使用库函数memcpy

C语言中如何使用qsort函数

dest:目标空间 

 src:要拷贝到目标空间的字符 -因为不作修改,所以可以用const修饰

count:字节数

char tmp [30];    //防止结构体类型之类的类型    临时空间
memcpy(tmp, (char*)base + j * size, size); 
memcpy( (char*)base + j * size,  (char*)base + (j + 1) * size, size);
memcpy( (char*)base + (j + 1) * size, tmp, size);

以上是“C语言中如何使用qsort函数”这篇文章的所有内容,感谢各位的阅读!相信大家都有了一定的了解,希望分享的内容对大家有所帮助,如果还想学习更多知识,欢迎关注亿速云行业资讯频道!

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  1. C语言中qsort函数的用法实例详解
  2. C语言快速排序函数用法(qsort)

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c语言 qsort

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