C語言庫函數qsort的使用及模擬實現

2022-08-18 18:00:29

1.qsort函數的介紹

函數定義：

函數引數：

void* base

待排序的資料的起始位置

size_t num

待排序的資料元素的個數

size_t width

待排序的資料元素的大小，以位元組為單位

int (*compar)(const void*,const void*)

是一個函數指標，函數功能是比較

因該排序演演算法要排序的資料的型別是不同的，比較方法也是有差異的，因此要給使用者提供一個自定義一個比較函數

2.qsort實現不同型別資料排序

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
int cmp_int(const void* e1, const void* e2)
{
	return (*(int*)e1 - *(int*)e2);
}
void test1()
{
 
	int arr[] = {9，8，7，6，5，4，3，2，1，0};
	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]);
	}
}
struct Stu
{
	char name[20];
	int age;
};
 
int cmp_stu_by_name(const void* e1, const* e2)
{
	return strcmp(((struct Stu*)e1)->name, ((struct Stu*)e2)->name);
}
 
void test2()
{
	struct Stu s[] = { {"zhangsan",20},{"lisi",21},"wangwu",19};
	int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
	qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_stu_by_name);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 3; i++)
	{
		printf("%s %d ", s[i].name, s[i].age);
	}
}
int main()
{
	test1();
    prinf("n");
	test2();
	return 0;
}

test1和test2兩個函數分別對int型別資料和結構體型別資料進行排序，這裡void*值得一提

void*指標的作用:

int main()
{
	int a = 10;
	char* pa = &a;
	return 0;
}

如警告所說，他們的型別是不相容的，但如果用void*定義一個指標變數來接收int*資料就不會有警告，這說明void*指標是無具體型別的指標，可以接受任意型別的地址，是泛型的，也正因為它沒有具體的型別，它不能解除參照，也不能加減操作，想要對它解除參照，只需要對地址強制型別轉換即可，qsort的函數引數使用void*型別也是因為不知道使用者具體會傳什麼型別的資料的地址，用void*可以接收任意型別的地址，提高了qsort函數的實用性

3.qsort的模擬實現

分析：

參考qsort函數的引數我們知道：在設計函數的時候我們是不知道使用者要傳什麼型別的資料，因此會使用到void*型的指標來記錄排序資料的起始位置，最後提供的一個比較函數也會用到void*；知道了元素個數和元素寬度，就能一一找到這些資料

如上圖所示， base被強制型別轉換為char*型指標後一次可以存取一個位元組，如果轉換為int *後一次跳過4個位元組就太多了，轉換為char*後結合width相當於通過起始位置加上偏移量的方法來比較，比較後通過Swap函數進行交換，達到排序的目的

模擬實現：

//交換
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++)
	{
        //一趟排序
		int flag = 1;
		int j = 0;
		for (j = 0; j < sz - 1; j++)
		{
			if (cmp((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width)>0)
			{
				Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width,width);
				flag = 0;
			}
		}
		if (flag == 1)
			break;
	}
}

int cmp_int(const void* e1, const void* e2)
{
	return (*(int*)e1 - *(int*)e2);
}
void test1()
{
	int arr[] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
	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]);
	}
}
struct Stu
{
	char name[20];
	int age;
};

int cmp_stu_by_name(const void* e1, const* e2)
{
	return strcmp(((struct Stu*)e1)->name, ((struct Stu*)e2)->name);
}

void test2()
{
	struct Stu s[] = { {"zhangsan",20},{"lisi",21},"wangwu",19};
	int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
	 bubble_sort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_stu_by_name);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 3; i++)
	{
		printf("%s %d ", s[i].name, s[i].age);
	}
}
int main()
{

	test1();
	printf("n");
	test2();

	return 0;
}

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C語言庫函數qsort的使用及模擬實現

目錄

1.qsort函數的介紹

2.qsort實現不同型別資料排序

3.qsort的模擬實現

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