C语言库函数qsort的使用及模拟实现
作者:敲代码の流川枫
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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