C语言——库函数qsort的使用和模拟实现

作者：敲代码の流川枫

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文章目录

1.qsort函数的介绍

2.qsort实现不同类型数据排序

3.qsort的模拟实现

1.qsort函数的介绍

 函数定义：

函数参数 ：

void* base

待排序的数据的起始位置

size_t num

待排序的数据元素的个数

size_t width

待排序的数据元素的大小，以字节为单位

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

是一个函数指针，函数功能是比较

因该排序算法要排序的数据的类型是不同的，比较方法也是有差异的，因此要给使用者提供一个自定义一个比较函数

2.qsort实现不同类型数据排序

#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test2两个函数分别对int类型数据和结构体类型数据进行排序，这里void*值得一提

void*指针的作用:

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

如警告所说，他们的类型是不兼容的，但如果用void*定义一个指针变量来接收int*数据就不会有警告，这说明void*指针是无具体类型的指针，可以接受任意类型的地址，是泛型的，也正因为它没有具体的类型，它不能解引用，也不能加减操作，想要对它解引用，只需要对地址强制类型转换即可，qsort的函数参数使用void*类型也是因为不知道使用者具体会传什么类型的数据的地址，用void*可以接收任意类型的地址，提高了qsort函数的实用性

3.qsort的模拟实现

分析：

参考qsort函数的参数我们知道：在设计函数的时候我们是不知道使用者要传什么类型的数据，因此会使用到void*型的指针来记录排序数据的起始位置，最后提供的一个比较函数也会用到void*；知道了元素个数和元素宽度，就能一一找到这些数据

如上图所示， base被强制类型转换为char*型指针后一次可以访问一个字节，如果转换为int *后一次跳过4个字节就太多了，转换为char*后结合width相当于通过起始位置加上偏移量的方法来比较，比较后通过Swap函数进行交换，达到排序的目的

 模拟实现：

//交换
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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