用冒泡排序实现快速排序（qsort函数），指针进阶实例

news2025/1/13 3:37:19

1、qsort函数是什么

2、冒泡排序实现指针进阶

2.1 主函数

2.2 功能函数声明编辑

2.3 my_qsort函数介绍

2.4 Swap函数

总结

1、qsort函数是什么

qsort函数是c语言自带的函数，其功能是实现快速排序。我们来看一下他的参数和返回值：

以上就是qsort的参数和返回值，可以看到，其返回值是void也就是没有返回值；而参数方面，包括：void* base 这是要排序的数据的起始位置的指针、 size_t num 待排序的数据元素个数、 size_y width 待排序数据元素的大小（单位是字节）、 int(* cmp)(const void* e1,const void* e2) 函数指针变量，其指向一个返回值为int类型，参数为两个void*的指针e1和e2，他们分别指向要排序数据的第一个元素和第二个元素。

看一个用qsort实现的排序：

我们需要自己定义一个cmp函数，里面设计一个比较函数，e1 和 e2 指向数据的前两个元素，如果设计为：*e1大于*e2时返回正值；*e1等于*e2时返回0；*e1小于*e2时返回负值时，qsort就会实现对数据的升序排列，反之，qsort就会实现降序排列。因此，我们发现，qsort实现的功能其实取决于我们如何去设计cmp函数。此外，qsort可以比较不仅限于整型数据的大小，还可以比较字符串等等各种类型的大小，其规则和整型相同，都是取决于如何去设计cmp函数。

好了，讲到这我们大致了解了qsort函数，现在，我们将用冒泡排序去实现qsort的功能。这样的练习有助于我们更好地了解和运用指针，实现我们对c语言的进阶。

2、冒泡排序实现快速排序

先看看最终代码：

#include <stdio.h>

void my_qsort(void* base, int num, int width, int (*cmp)(const void* e1, const void* e2));
void Swap(char* e1, char* e2, int width);
int cmp(const void* e1, const void* e2);

int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	my_qsort(arr,sz,sizeof(int),cmp);
	int i = 0;
	for (i = 0;i < sz;i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

void my_qsort(void* base, int num, int width, int (*cmp)(const void* e1, const void* e2))
{
	int i = 0;
	for (i = 0;i <num-1;i++)
	{
		int flag = 1;
		int j = 0;
		for (j = 0;j < num - 1 - i;j++)
		{
			if (cmp((char*)base + width * j, (char*)base + width * (j + 1)) < 0)
			{
				//交换
				Swap((char*)base + width * j, (char*)base + width * (j + 1),width);
			}
			
		}
	}
}

void Swap(char* e1, char* e2, int width)
{
	int i = 0;
	int c = 0;
	for (i = 0;i < width;i++)
	{
		c = *(e1 + i);
		*(e1 + i) = *(e2 + i);
		*(e2 + i) = c;
	}
}

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

效果：

可见确实模拟出了qsort的效果。

一步步分析：

2.1 主函数

int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	my_qsort(arr,sz,sizeof(int),cmp);
	int i = 0;
	for (i = 0;i < sz;i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

主函数主要是arr数组的定义，求其长度sz，引用my_qsort函数和打印排序后的函数。没有需要重点讲的。

接下来介绍所运用到的功能函数：

2.2 功能函数声明

这里包括了三个函数，my_qsort就是用冒泡排序模拟实现qsort的函数，Swap函数是用来交换e1和e2的函数，cmp就是正常qsort中我们需要自己设定的函数，可以通过改变cmp的内容实现不同效果的排序。其中cmp在上面已经介绍过了所以下面我只重点介绍my_qsort函数和Swap函数。

2.3 my_qsort函数介绍

首先要明白，这个函数的主要思想其实是一个冒泡排序。只不过在正常冒泡排序的交换过程我们用了Swap函数代替。

重点来了，来看看其中这两行的代码：

这里我们将原本void类型的代码转化为了cahr*，这是因为，我们模拟的qsort是一个可以对任何数据进行排序的函数，不仅限于int类型，所以，我们要想一个办法能够用指针去指向任意大小的数据，我们考虑的就是char*类型，因为我们传参的时候将元素的大小width传了过来，这样，我们定义了char*类型的指针（1字节），只需要用i*width就可以指向后i个数据；反之，如果不用char*类型的话，其他类型的指针步长本身都不为1字节，，这样加上i无法确定指针指向了哪个数据。

下面，来讲解一下Swap函数：