??前面的話??

大家好！對(duì)于排序有許多中方法，比如冒泡排序，選擇排序，希爾排序，插入排序，堆排序等等，但是怎樣能夠使用一個(gè)函數(shù)能夠?qū)Χ鄠€(gè)數(shù)據(jù)類型進(jìn)行排序呢？無(wú)所不知的C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)者提供了一個(gè)qsort函數(shù)，它能夠?qū)Χ喾N數(shù)據(jù)類型進(jìn)行排序，實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)類型的快速排序，這篇文章介紹qsort函數(shù)的使用及其模擬qsort函數(shù)的實(shí)現(xiàn)（基于冒泡排序）。

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??qsort庫(kù)函數(shù)

?函數(shù)聲明

void qsort( void *base, size_t num, size_t width, int (__cdecl *compare )(const void *elem1, const void *elem2 ) );

?庫(kù)

?函數(shù)功能

實(shí)現(xiàn)多個(gè)數(shù)據(jù)類型的快速排序。

?qosort函數(shù)各參數(shù)介紹

• 返回類型：void 無(wú)返回值
• 參數(shù)base：void* 無(wú)類型指針，可以接受任何指針類型，但是不能進(jìn)行解引用，不能進(jìn)行運(yùn)算。該參數(shù)用來(lái)接受需要排序數(shù)組的首地址。
• 參數(shù)num：size_t類型，本質(zhì)上為無(wú)符號(hào)整型類型，該參數(shù)接受數(shù)組中元素的數(shù)量。
• 參數(shù)width：size_t類型，本質(zhì)上無(wú)符號(hào)整型類型，該參數(shù)接受數(shù)組中元素的內(nèi)存大小，單位為字節(jié)。
• 參數(shù)compare：函數(shù)指針類型，指向的函數(shù)類型為返回值為int，擁有2個(gè)參數(shù)的函數(shù)，其實(shí)這兩個(gè)參數(shù)類型都為const void指針。該函數(shù)用來(lái)比較兩個(gè)地址對(duì)應(yīng)的元素的大小。該參數(shù)用來(lái)回調(diào)compare所指向的函數(shù)，是實(shí)現(xiàn)多數(shù)據(jù)類型排序的核心。

?compare函數(shù)

在qsort函數(shù)中，其中一個(gè)參數(shù)是函數(shù)指針，指向一個(gè)用來(lái)比較兩個(gè)元素大小的函數(shù)，不妨記該函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)為e1，第二個(gè)參數(shù)為e2，兩個(gè)參數(shù)均為只可讀無(wú)類型指針，該函數(shù)返回值類型為int，記為x：

• x>0,表示e1指向的元素大于e2指向的元素。
• x=0,表示e1指向的元素等于e2指向的元素。
• x<0,表示e1指向的元素小于e2指向的元素。

實(shí)現(xiàn)整型類型比較的compare函數(shù)：
如果qsort需要實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)升序：

//升序int compare(const void* a, const void* b){	return (*(int*)a - *(int*)b);}

那需要實(shí)現(xiàn)降序呢？
其實(shí)很簡(jiǎn)單，將上面return (*(int*)a - *(int*)b);改為return (*(int*)b - *(int*)a);就可以了。
實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)數(shù)比較的compare函數(shù)：

int compare_dou(const void* a, const void* b){	double com = (*(double*)a - *(double*)b);	//防止數(shù)據(jù)發(fā)生截?cái)嘣斐膳判蚪Y(jié)果錯(cuò)誤	if (com > 0)		return 1;	else if (com < 0)		return -1;	else		return 0;}int compare_fla(const void* a, const void* b){	float com = (*(float*)a - *(float*)b);	//防止數(shù)據(jù)發(fā)生截?cái)嘣斐膳判蚪Y(jié)果錯(cuò)誤	if (com > 0)		return 1;	else if (com < 0)		return -1;	else		return 0;}

實(shí)現(xiàn)字符類型和字符串比較的compare函數(shù)：

int compare(const void* a, const void* b){	return (*(char*)a - *(char*)b);}

實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)體類型比較compare函數(shù)：

//參考結(jié)構(gòu)體struct stu{	char name[20];	int age;	double score;};

int compare_stu(const void* a, const void* b){	//如果是字符串	return strcmp(((struct stu*)a)->name, ((struct stu*)b)->name);	//如果整型	//return (((struct stu*)a)->age - ((struct stu*)b)->age);	//如果是浮點(diǎn)型	//float com = (*(float*)a - *(float*)b);	//防止數(shù)據(jù)發(fā)生截?cái)嘣斐膳判蚪Y(jié)果錯(cuò)誤	//if (com > 0)	//	return 1;	/*else if (com < 0)		return -1;	else		return 0;*/}

?測(cè)試

測(cè)試主函數(shù)

#include #include #include int main (){//test;}

測(cè)試1：整數(shù)排序

void test1(){	int arr[] = { 2,8,6,12,3,86,1,42,66,22,98,88 };	sz_t number = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);	sz_t size = sizeof(int);	sz_t i = 0;	printf("數(shù)組排序前：/n");	for (i = 0; i < number; i++)	{		printf("%d ", arr[i]);	}	qsort(arr, number, size, compare);	printf("/n數(shù)組排序后：/n");	for (i = 0; i < number; i++)	{		printf("%d ", arr[i]);	}}

數(shù)組排序前：2 8 6 12 3 86 1 42 66 22 98 88數(shù)組排序后：1 2 3 6 8 12 22 42 66 86 88 98D:/gtee/C-learning-code-and-project/練習(xí)使用qsort/Debug/練習(xí)使用qsort.exe (進(jìn)程 37064)已退出，代碼為 0。按任意鍵關(guān)閉此窗口. . .

測(cè)試2：雙精度浮點(diǎn)數(shù)排序

void test2(){	double arr[5] = { 3.5,8.9,9.2,4.8,2.1 };	sz_t number = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);	sz_t size = sizeof(double);	sz_t i = 0;	printf("數(shù)組排序前：/n");	for (i = 0; i < number; i++)	{		printf("%.2lf ", arr[i]);	}	qsort(arr, number, size, compare_dou);	printf("/n數(shù)組排序后：/n");	for (i = 0; i < number; i++)	{		printf("%.2lf ", arr[i]);	}}

數(shù)組排序前：3.50 8.90 9.20 4.80 2.10數(shù)組排序后：2.10 3.50 4.80 8.90 9.20D:/gtee/C-learning-code-and-project/練習(xí)使用qsort/Debug/練習(xí)使用qsort.exe (進(jìn)程 9984)已退出，代碼為 0。按任意鍵關(guān)閉此窗口. . .

測(cè)試3：結(jié)構(gòu)體中字符串排序測(cè)試

void test3(){	struct stu arr[3] = { {"zhangsan", 15}, {"lisi", 30},{"wangwu", 10} };	sz_t number = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);	sz_t size = sizeof(arr[0]);	sz_t i = 0;	printf("數(shù)組排序前：/n");	for (i = 0; i < number; i++)	{		printf("%s ", arr[i].name);	}	qsort(arr, number, size, compare_stu);	printf("/n數(shù)組排序后：/n");	for (i = 0; i < number; i++)	{		printf("%s ", arr[i].name);	}}

數(shù)組排序前：zhangsan lisi wangwu數(shù)組排序后：lisi wangwu zhangsanD:/gtee/C-learning-code-and-project/練習(xí)使用qsort/Debug/練習(xí)使用qsort.exe (進(jìn)程 29572)已退出，代碼為 0。按任意鍵關(guān)閉此窗口. . .

??模擬實(shí)現(xiàn)qsort函數(shù)

經(jīng)過(guò)對(duì)qsort函數(shù)的了解，我們發(fā)現(xiàn)該函數(shù)能夠?qū)Χ喾N數(shù)據(jù)類型進(jìn)行排序取決于傳入的函數(shù)指針參數(shù)。我們以冒泡排序?yàn)槔M實(shí)現(xiàn)qsort函數(shù)。

?冒泡排序改裝思路

先來(lái)看看冒泡排序函數(shù)

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include //冒泡排序(int) 從小到大void bubble_sort(int* arr, int size){	int i = 0;	for (i = 0; i < size - 1; i++)	{		int j = 0;		int flag = 1;//判斷數(shù)據(jù)是否發(fā)生交換，默認(rèn)沒(méi)有發(fā)生交換		for (j = 0; j < size - 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)			break;	}}

如果需要對(duì)多種數(shù)據(jù)類型進(jìn)行排序，對(duì)應(yīng)上面的這個(gè)冒泡排序，它所接受的參數(shù)肯定是必須改的，因?yàn)橐邮芏喾N數(shù)據(jù)類型的指針，所以傳入的指針必須是無(wú)具體類型void。函數(shù)內(nèi)部中循環(huán)排序的次數(shù)是沒(méi)有發(fā)生改變的，所以函數(shù)內(nèi)部的兩層循環(huán)是不用發(fā)生改變的，但是由于傳進(jìn)來(lái)的是void型指針，無(wú)法進(jìn)行運(yùn)算和解引用，所以判斷語(yǔ)句是需要進(jìn)行改動(dòng)的。

?冒泡排序模擬實(shí)現(xiàn)qsort函數(shù)

對(duì)與if語(yǔ)句中所對(duì)應(yīng)條件，我們可以調(diào)用compare函數(shù)，將數(shù)組的前一個(gè)元素與后一個(gè)元素比較，如果該函數(shù)返回值大于0，表示數(shù)組前面的元素比后面的元素大，如果進(jìn)行升序排列，我們需要對(duì)這兩個(gè)元素進(jìn)行交換。這個(gè)交換我們不妨封裝在一個(gè)swap函數(shù)里，由于不知道數(shù)據(jù)類型，所以swap函數(shù)的參數(shù)為兩個(gè)元素的無(wú)類型地址，交換的時(shí)候我們不妨強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為char*類型，因?yàn)?code>char類型大小為1字節(jié)，根據(jù)需要交換元素的大小，我們一個(gè)一個(gè)地將每個(gè)單位字節(jié)的二進(jìn)制序列交換，這樣就完成了交換。對(duì)于如何得到相鄰元素的首地址，同理我們先可以將傳入指針強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為char*類型任何根據(jù)元素內(nèi)存大小，計(jì)算的出每個(gè)元素的地址。比如數(shù)組元素內(nèi)存大小為width，則相鄰兩元素地址可以表示為(char*)val + j * width, (char*)val + (j + 1) * width。
知道了冒泡排序哪個(gè)地方需要改裝，我們來(lái)試著動(dòng)手實(shí)踐一下。

typedef unsigned int sz_t;

void bubble_qsort(void* val, sz_t size, sz_t width, int (*cmp)(const void* p1, const void* p2)){	sz_t i = 0;	for (i = 0; i < size - 1; i++)	{		sz_t j = 0;		sz_t flag = 1;		for (j = 0; j < size - 1 - i; j++)		{			if (cmp((char*)val + j * width, (char*)val + (j + 1) * width) > 0)			{				swap((char*)val + j * width, (char*)val + (j + 1) * width, width);				flag = 0;			}		}		if (flag)			break;	}}

void swap(char* buf1, char* buf2, sz_t width){	sz_t i = 0;	for (i = 0; i < width; i++)	{		char tmp = *(buf1 + i);		*(buf1 + i) = *(buf2 + i);		*(buf2 + i) = tmp;//交換每單位字節(jié)對(duì)于的二進(jìn)制序列	}}

這樣，冒泡排序就能排序多種數(shù)據(jù)類型，模擬實(shí)現(xiàn)了qsort函數(shù)，當(dāng)然也可以使用其他的排序方法模擬實(shí)現(xiàn)qsort函數(shù)。

?測(cè)試

測(cè)試主函數(shù)

#include #include #include int main (){//test;}

測(cè)試1：整數(shù)排序

void test1(){	int arr[] = { 2,8,6,12,3,86,1,42,66,22,98,88 };	sz_t number = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);	sz_t size = sizeof(int);	sz_t i = 0;	printf("數(shù)組排序前：/n");	for (i = 0; i < number; i++)	{		printf("%d ", arr[i]);	}	bubble_qsort(arr, number, size, compare);	printf("/n數(shù)組排序后：/n");	for (i = 0; i < number; i++)	{		printf("%d ", arr[i]);	}}

數(shù)組排序前：2 8 6 12 3 86 1 42 66 22 98 88數(shù)組排序后：1 2 3 6 8 12 22 42 66 86 88 98D:/gtee/C-learning-code-and-project/練習(xí)使用qsort/Debug/練習(xí)使用qsort.exe (進(jìn)程 10620)已退出，代碼為 0。按任意鍵關(guān)閉此窗口. . .

測(cè)試2：雙精度浮點(diǎn)數(shù)排序

void test2(){	double arr[5] = { 3.5,8.9,9.2,4.8,2.1 };	sz_t number = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);	sz_t size = sizeof(double);	sz_t i = 0;	printf("數(shù)組排序前：/n");	for (i = 0; i < number; i++)	{		printf("%.2lf ", arr[i]);	}	bubble_qsort(arr, number, size, compare_dou);	printf("/n數(shù)組排序后：/n");	for (i = 0; i < number; i++)	{		printf("%.2lf ", arr[i]);	}}

數(shù)組排序前：3.50 8.90 9.20 4.80 2.10數(shù)組排序后：2.10 3.50 4.80 8.90 9.20D:/gtee/C-learning-code-and-project/練習(xí)使用qsort/Debug/練習(xí)使用qsort.exe (進(jìn)程 34200)已退出，代碼為 0。按任意鍵關(guān)閉此窗口. . .

測(cè)試3：結(jié)構(gòu)體中字符串排序測(cè)試

void test3(){	struct stu arr[3] = { {"zhangsan", 15}, {"lisi", 30},{"wangwu", 10} };	sz_t number = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);	sz_t size = sizeof(arr[0]
                 

                                                                                                                    
                         GPU云服務(wù)器
                                             
                         云服務(wù)器
                                                                                                                                                 
                                      
                     
                    
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