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C语言中如何使用qsort函数

发布时间:2021-09-02 13:47:21 来源:亿速云 阅读:146 作者:小新 栏目:开发技术

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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