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【进阶C语言】qsort库函数(详解)

27 人参与  2023年04月01日 11:21  分类 : 《随便一记》  评论

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qsort库函数

1. qsort到底是什么?2. qsort库函数的功能3. qosrt函数详解4. 冒泡排序的实现5. qsort库函数如何实现冒泡排序6. qsort库函数排序结构体数据7. 使用冒泡排序的思想来实现类似于qsort

1. qsort到底是什么?

qsort是C语言库函数里面的一种,包含于#include <stdlib.h>这个头文件里面,使用快速排序的方法

2. qsort库函数的功能

qsort英语解析:Quick sort,翻译就是快速排序,它的内部实现是通过的快速排序算法来实现的。
功能:对传入的任何数据进行排序,使其变成有序数列。

void qsort(void* base, //指向了待排序数组的第一个元素       size_t num,   //待排序的元素个数       size_t size, //每个元素的大小,单位是字节       int (* cmp)(const void*, const void*) //指向一个函数,这个函数可以比较2个元素的大小          );

qsort是可以排序任意类型的数据

比较2个整数的大小,> < ==比较2个字符串的大小,strcmp比较2个结构体数据(学生:张三,李四)指定比较的标准,拿什么比较?

3. qosrt函数详解

在C语言库中是这样定义的:

void qsort (void* base, size_t num, size_t width, int (cmp)(const void, const void* ))

剖析:

返回类型void:我们改变的是数列的排序,实际只需要进行内存的操作,所以不需要返回值。

参数讲解:

void*
base:base基本,即表示应传入初始地址,至于为什么是void类型,它不知道我们会传入什么数据,而void类型就像一个垃圾桶一样什么地址都可以仍进去,所以只能用void*类型。

size_t num:num数量,表示应传入的元素个数

size_t width:width宽度,表示应传入的每个元素占的字节大小

int (*cmp)(const void *, const void *):
应传入一个比较函数地址,用于比较两个数据的大小,因为传入的数据类型是不确定的,所以我们需要自己定义一个比较函数传到qsort比较函数里面去,以便它知道怎么样去比较两个数据的大小。

4. 冒泡排序的实现

void bubble_sort(int arr[], int sz){int i = 0;for (i = 0; i < sz - 1; i++){//一趟冒泡排序的过程int j = 0;for (j = 0; j < sz-1-i; j++){if (arr[j] > arr[j + 1]){int tmp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = tmp;}}}}void print_arr(int arr[], int sz){int i = 0;for (i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", arr[i]);}printf("\n");}int main(){int arr[] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };//排序//使用冒泡排序的算法,来排序int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//bubble_sort(arr, sz);//打印print_arr(arr, sz);return 0;}

5. qsort库函数如何实现冒泡排序

排成升序的版本:

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>//qsort函数的使用者提供这个函数int cmp_int(const void* p1, const void* p2){return *(int*)p1 - *(int*)p2; //排成升序的}void print_arr(int arr[], int sz){int i = 0;for (i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", arr[i]);}printf("\n");}test1(){int arr[] = { 3,1,5,2,4,9,8,6,5,7 };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//使用qsort来排序整型数组,这里就要提供一个比较函数,这个比较函数能够比较2个整数的大小//qsort 默认是排成升序的qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);print_arr(arr, sz);}int main(){test1();return 0;}

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排成降序的版本:

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>//qsort函数的使用者提供这个函数int cmp_int(const void* p1, const void* p2){return *(int*)p2 - *(int*)p1; //排成降序的}void print_arr(int arr[], int sz){int i = 0;for (i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", arr[i]);}printf("\n");}test1(){int arr[] = { 3,1,5,2,4,9,8,6,5,7 };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//使用qsort来排序整型数组,这里就要提供一个比较函数,这个比较函数能够比较2个整数的大小//qsort 默认是排成升序的qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);print_arr(arr, sz);}int main(){test1();return 0;}

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6. qsort库函数排序结构体数据

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>//测试qsort 排序结构体数据struct Stu{char name[20];int age;};//按照年龄来比较int cmp_stu_by_age(const void* p1, const void* p2){return ((struct Stu*)p1)->age - ((struct Stu*)p2)->age;}int cmp_stu_by_name(const void* p1, const void* p2){return strcmp(((struct Stu*)p1)->name, ((struct Stu*)p2)->name);}void test2(){struct Stu s[] = { {"zhangsan", 30}, {"lisi", 25}, {"wangwu", 50} };int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);//测试按照年龄来排序//qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_stu_by_age);//测试按照名字来排序qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_stu_by_name);}int main(){test2();return 0;}

7. 使用冒泡排序的思想来实现类似于qsort

模拟一下
但是因为我们没有学习快速排序的思想
所以我们使用冒泡排序的思想来实现类似于qsort这个功能的冒泡排序函数bubble_sort.

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>int cmp_int(const void* p1, const void* p2){return *(int*)p1 - *(int*)p2;}void print_arr(int arr[], int sz){int i = 0;for (i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", arr[i]);}printf("\n");}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++;}}//假设排序为升序//希望这个bubble_sort函数可以排序任意类型的数据void bubble_sort(void* base, size_t num, size_t width, int (*cmp)(const void* p1, const void* p2)){//要确定趟数size_t i = 0;for (i = 0; i < num - 1; i++){int flag = 1;//假设已经有序了//一趟冒泡排序的过程size_t j = 0;for (j = 0; j < num - 1 - i; j++){//两个相邻的元素比较//arr[j] arr[j+1]if (cmp((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width) > 0)  //改成小于0就变为降序{//交换flag = 0;Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);}}if (flag == 1){break;}}}void test3(){int arr[] = { 3,1,5,2,4,9,8,6,5,7 };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);print_arr(arr, sz);}int main(){test3();return 0;}

图片流程详解:
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在练习一下模拟qsort库函数排序结构体数据,道理相同。

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>//测试qsort 排序结构体数据struct Stu{char name[20];int age;};//按照年龄来比较int cmp_stu_by_age(const void* p1, const void* p2){return ((struct Stu*)p1)->age - ((struct Stu*)p2)->age;}int cmp_stu_by_name(const void* p1, const void* p2){return strcmp(((struct Stu*)p1)->name, ((struct Stu*)p2)->name);}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++;}}//假设排序为升序//希望这个bubble_sort函数可以排序任意类型的数据void bubble_sort(void* base, size_t num, size_t width,int (*cmp)(const void* p1, const void* p2)){//要确定趟数size_t i = 0;for (i = 0; i < num - 1; i++){int flag = 1;//假设已经有序了//一趟冒泡排序的过程size_t j = 0;for (j = 0; j < num - 1 - i; j++){//两个相邻的元素比较//arr[j] arr[j+1]if (cmp((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width) > 0){//交换flag = 0;Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);}}if (flag == 1){break;}}}void test4(){struct Stu s[] = { {"zhangsan", 30}, {"lisi", 25}, {"wangwu", 50} };int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);//测试按照年龄来排序//bubble_sort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_stu_by_age);//测试按照名字来排序bubble_sort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_stu_by_name);}int main(){test4();return 0;}

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