C语言——qsort（）函数用法

一、qsort（）函数的简介

qsort（）函数是C语言库函数的排序函数，既然是排序函数那就有它排序的原理，比如：选择排序、冒泡排序、归并排序、快速排序等。这里qsort（）函数底层原理是采用快速排序，下面让我们来了解一下qsort（）函数。

由以上图可知：
引头文件：<stdlib.h>
功能：排序无序数组或字符串
参数：
1.base - 指向待排序数组或字符串的指针
2.num - base指针指向数组元素的个数
3.size - 数组中每个元素的大小，以字节为单位
4.compar - 用来比较两个函数的大小（自己定义实现）
返回值：该函数无返回值

二、qsort（）函数实例

1.排序整形数组

#define M 10
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
//整形数据排序
void cmp(const void* e1, const void* e2)
{
	return *(int*)e1 - *(int*)e2;
}
int main()
{
	int arr[M] = { 1,3,5,7,9,2,6,4,8,10 };
	int sz = sizeof arr / sizeof(arr[0]);
	printf("排序前 arr[] = [");
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("]\n");
	qsort(arr, sz, sizeof(int), cmp);
	printf("排序后 arr[] = [");
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("]\n");
	return 0;
}

结果：

2.排序double型数组

void cmp(const void* e1, const void* e2)
{
	return *(double*)e1 > *(double*)e2 ? 1 : -1;
}

int main()
{
	double arr[M] = { 1.1,3.2,5.4,7.1,9.6,2.5,6.3,4.8,8.1,10.6 };
	/*int sz = sizeof arr / sizeof(arr[0]);*///此时sizeof只能操作整形数据
	int sz = M;
	printf("排序前 arr[] = [");
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%.1lf ", arr[i]);
	}
	printf("]\n");
	qsort(arr, sz, sizeof(double), cmp);
	printf("排序后 arr[] = [");
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%.1lf ", arr[i]);
	}
	printf("]\n");
	return 0;
}

结果：

3.排序字符型数据

//字符型数据排序
void cmp(const void* e1, const void* e2)
{
	return *(char*)e1 - *(char*)e2;
}
int main()
{
	char str[] = "ahfimcv";
	int sz = strlen(str);
	printf("排序前：str[] = %s\n",str);
	qsort(str, sz, sizeof(str[0]), cmp);
	printf("排序后：str[] = %s\n", str);
	return 0;
}

结果：

4.结构体类型数据排序

struct Student
{
	char name[20];
	char num[20];
	int age;
};

//按名字首字母进行排序
int cmp_name(const void* e1, const void* e2)
{
	//使用trrcmp进行首元素比较
	return strcmp(((struct Student*)e1)->name, ((struct Student*)e2)->name);
}


int main()
{
	struct Student stu[3] = { {"zhangsan","001",18},{"lisi","002",19},{"wangwu","003",20} };
	int sz = sizeof stu / sizeof(stu[0]);
	printf("排序前：\n");
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%s %s %d", stu[i].name, stu[i].num, stu[i].age);
		printf("\n");
	}
	qsort(stu, sz, sizeof(stu[0]), cmp_name);
	printf("\n排序后：\n");
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%s %s %d", stu[i].name, stu[i].num, stu[i].age);
		printf("\n");
	}
	return 0;
}

结果：

三、使用冒泡排序模拟qsort（）函数

Swap（）函数：
（1）需要把每个交换的数据在内存中所占的字节数传过去 —— width
（2）因为要交换的数据类型未知，我们采用**一个字节一个字节进行交换**，所以把数据转换为char*较好
my_qsort（）函数：
（1）void* base —— 接收待排序数组
（2）num —— 数组元素个数
（3）width —— 每个数据所占的字节数
（4）int(*cmp)(const void* e1, const void* e2) —— 定义一个比较函数，这里是函数指针

int cmp(const void* e1,const void* e2)
{
	return *(int*)e1 - *(int*)e2;
}

void Swap(void* buf1, void* buf2, int width)
{
	for (int i = 0; i < width; i++)
	{
		char tmp = *((char*)buf1 + i);
		*((char*)buf1 + i) = *((char*)buf2 + i);
		*((char*)buf2 + i)= tmp;
	}
}

void my_qsort(void* base, int num, int width, int(*cmp)(const void* e1, const void* e2))
{
	for (int i = 0; i < num - 1; i++)
	{
		for (int j = 0; j < num - i - 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);
			}
		}
	}
}
int main()
{
	int arr[10] = { 1,3,4,6,8,10,2,5,7,9 };
	printf("排序前：arr[] = [");
	int sz = sizeof arr / sizeof(arr[0]);
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("]\n");
	my_qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp);
	printf("排序后：arr[] = [");
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("]\n");
	return 0;
}

结果展示：