C语言进阶版第10课—qsort函数排序

news2024/9/22 5:46:41

文章目录

  • 1. 回调函数
  • 2. qsort排序函数（定义）
  • 3. bubble冒泡函数
  • 4. qsort函数对整型数组排序
  • 5. qsort函数对字符指针数组排序
  • 6. qsort函数对结构体数组排序
  • 7. 模拟实现qsort排序函数
    • 7.1 模拟实现排序整型数组
    • 7.2 模拟实现排序结构体数组
  • 8. 结构体访问

1. 回调函数

  • 回调函数就是一个通过指针调用的函数
  • 如果将函数的指针（地址）作为参数传递给另一个函数，当这个指针被用来调用其所指的函数时，被调用的函数就是回调函数
//回调函数
#include <stdio.h>
void menu()
{
	printf("----------------------------\n");
	printf("-------1.add      2.sub-----\n");
	printf("-------3.mul      4.div-----\n");
	printf("-------     0.exit    ------\n");
	printf("----------------------------\n");
}
int add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
int sub(int x, int y)
{
	return x - y;
}
int mul(int x, int y)
{
	return x * y;
}
int div(int x, int y)
{
	return x / y;
}

void calc(int(*pf)(int, int))
{
	int x, y;
	int ret = 0;
	printf("输入操作数>:");
	scanf("%d %d", &x, &y);
	ret = pf(x, y);
	system("cls");     //清屏
	printf("ret=%d\n", ret);
}
int main()
{
	int input = 0;
	do
	{
		menu();
		printf("请输入>:");
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		{
		case 1:
			calc(add);
			break;
		case 2:
			calc(sub);
			break;
		case 3:
			calc(mul);
			break;
		case 4:
			calc(div);
			break;
		case 0:
			system("cls");
			printf("退出\n");
			break;
		default:
			system("cls");
			printf("输入错误\n");
			break;
		}
	} while (input);
	return 0;
}

  上述代码中的add、sub、mul、div函数就是回调函数

2. qsort排序函数（定义）

  • qsort( void* base , size_t num , size_t size, int (*compare)(const void*,const void*) )
  • qsort函数一共有四个参数，该函数可用来排任意类型的数
  • 第一个参数void* base —> base中存放的是待排序数组首元素的地址（void*表示base是无符号类型的指针，用来存储不同类型数组的地址）
  • 第二个参数size_t num —> num指待排数组元素个数（size_t为无符号整形）
  • 第三个参数size_t size —> size指待排数组中每个元素的大小（单位字节）
  • 第四个参数int (*compare)(const void*, const void*) —> 函数指针，指向一个比较函数，用const void* 类型的指针分别接收两个参数，函数返回类型int
  • 第四个参数（函数指针）的作用是用来比较数组中的两个元素的
  • 如果p1指向的元素<p2指向的元素，则返回小于0的数；
  • p1指向的元素=p2指向的元素，则返回0;
  • p1指向的元素>p2指向的元素，则返回大于0的数
  • qsort函数接收到大于0的数时，会调换两个参数的位置
  • 比较字符串时用strcmp函数
  • strcmp函数在比较两个参数时 → strcmp（int p1, int p2)
  • 如果p1 > p2 ,strcmp会返回一个大于0的数字
  • 如果p1 = p2 ,strcmp会返回0
  • 如果p1 < p2 ,strcmp会返回一个小于0的数字
  • strcmp函数接收到大于0的数时，会调换两个参数的位置

3. bubble冒泡函数

  对于冒泡函数，这里不过多赘述，忘记的可直接跳转冒泡函数

//冒泡函数
#include <stdio.h>
void bubble_arr(int* p_arr, int sz)
{
	//排序的趟数
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		//每趟对比的次数
		for (int j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
		{
			if (p_arr[j] > p_arr[j + 1])
			{
				int tmp = p_arr[j];
				p_arr[j] = p_arr[j + 1];
				p_arr[j + 1] = tmp;
			}
		}
	}
}

void print_arr(int* p, int sz)
{
	for (int k = 0; k < sz; k++)
	{
		printf("%d ", p[k]);
	}
	printf("\n");
}
int main()
{
	int arr[10] = { 223,45,81,999,289,5241,6666,8888,524188,250 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	bubble_arr(arr, sz);
	print_arr(arr, sz);
	return 0;
}

  那么接下来我将在冒泡函数的基础上对上述代码修改，采用qsort函数对整型数组排序.

4. qsort函数对整型数组排序

//qsort排序整型数组
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int cmp_int(const void* p1, const void* p2)
{
	return *(int*)p1 - *(int*)p2;
}

void print_arr(int* p, size_t sz)
{
	for (int k = 0; k < sz; k++)
	{
		printf("%d ", p[k]);
	}
	printf("\n");
}
int main()
{
	int arr[10] = { 223,45,81,999,289,5241,6666,8888,524188,250 };
	size_t sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	qsort( arr , sz , sizeof(arr[0]) , cmp_int );
	print_arr(arr, sz);
	return 0;
}

在这里插入图片描述

5. qsort函数对字符指针数组排序

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int cmp_by_char(const void* p1, const void* p2)
{
	//p1和p2分别指向数组ch中的元素（char*类型的指针）
	//由于ch是一个char*数组，因此ch数组中的每个元素都是一个char*（指向字符的指针）
	//p1和p2实际上是char**类型的，它们分别指向ch数组中的两个char*元素
	return strcmp(*(char**)p1, *(char**)p2);//p1与p2被强制转换为char**类型
}
int main()
{
	//ch是char*类型的数组，该数组每个元素都是一个指针，分别指向两个字符串的起始地址，ch(数组名）是该指针数组的首地址
	//ch[0] ---> 指向字符串"welcome  to my world"第一个字符'w'的指针
	//ch[1] ---> 指向字符串"I am a student"第一个字符'I'的指针

	char* ch[2] = {  "welcome  to my world","I am a student"};
	size_t sz = sizeof(ch) / sizeof(ch[0]);
	printf("%p\n", ch);  //数组名，数组首元素地址
	qsort(ch, sz, sizeof(char*), cmp_by_char);//这里的ch是指向一个char*类型指针数组（即char**类型）的指针
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%s\n", ch[i]);
	}
	return 0;
}

在这里插入图片描述

6. qsort函数对结构体数组排序

//结构体排序
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
//创建结构体
struct Stu
{
	char name[1000];
	int age;
};
//名字排序
int cmp_Stu_s_1(const void* p1, const void* p2)
{
	//将指针p1和p2转换为结构体指针类型（struct Stu*），再解引用访问结构体成员
	return strcmp((*(struct Stu*)p1).name , (*(struct Stu*)p2).name);
	/*return strcmp(((struct Stu*)p1)->name , ((struct Stu*)p2)->name);*/
}
//年龄排序
int cmp_Stu_s_2(const void* p1, const void* p2)
{
	return (*(struct Stu*)p1).age - (*(struct Stu*)p2).age;
}

//传址打印
print_s(struct Stu* p, int sz)
{
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%s %d\n",p->name,(*p).age);//  (*p).age 等同 p->age
		p++;
	}
}
int main()
{
	struct Stu s[3] = { {"tangmuding",44},{"yuliang",56},{"tongwei",37} };
	int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
	qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_Stu_s_1);
	print_s(&s, sz);
	printf("----------------------\n");
	qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_Stu_s_2);
	print_s(&s, sz);
	return 0;
}

在这里插入图片描述
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7. 模拟实现qsort排序函数

7.1 模拟实现排序整型数组

//模拟实现qsort函数（整形数组）
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int cmp_int(const void* p1, const void* p2)
{
	return (*(int*)p1 - *(int*)p2);
}

//void Swap(void* p1, void* p2,int width)
//{
//	//逐字节交换，交换次数根据数组类型而定
//	for (int i = 0; i < width; i++)
//	{
//		char tmp = *((char*)p1 + i);
//		*((char*)p1 + i) = *((char*)p2 + i);
//		*((char*)p2 + i) = tmp;
//	}
//}
//Swap函数在传参时已经将base强转为char*类型了
void Swap(char* p1, char* p2, int width)
{
	//逐字节交换，交换次数根据数组类型长度width而定
	for (int i = 0; i < width; i++)
	{
		//p1和p2指向的是对应元素的地址（字节）
		char tmp = *p1;
		*p1 = *p2;
		*p2 = tmp;
		p1++;
		p2++;
	}
}
void bubble(void* base, int sz, int width, int (*cmp)(const void* e1,const void* e2))
{
	//要排序的趟数
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		//每趟需要对比的次数
		for (int j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
		{
			//base中存放的是数组首元素地址，用void*接收
			//将base转换为char*类型的指针，j*width表示一次跳过j * width个字节，找到下个元素
			if (cmp((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width) > 0)
			{
				//交换参数位置
				Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);
			}
		}
	}
}

void print_arr(int* p, int count)
{
	for (int k = 0; k < count; k++)
	{
		printf("%d ", p[k]);
	}
}
void test1()
{
	int arr[10] = { 22,31,45,89,378,2345,21493984,327,341,3 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	bubble(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);//cmp_int函数地址
	print_arr(arr,sz);
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}
  • 接下来我将从头理一遍代码的逻辑
    在这里插入图片描述
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7.2 模拟实现排序结构体数组

//模拟实现qsort函数（结构体数组）
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

//创建结构体
struct Stu
{
	char name[1000];
	int age;
};
//名字排序
int cmp_Stu_s_1(const void* p1, const void* p2)
{
	/*return strcmp((*(struct Stu*)p1).name , (*(struct Stu*)p2).name);*/
	return strcmp(((struct Stu*)p1)->name , ((struct Stu*)p2)->name);
}
//年龄排序
int cmp_Stu_s_2(const void* p1, const void* p2)
{
	return (*(struct Stu*)p1).age - (*(struct Stu*)p2).age;
}

//传址打印
print_s(struct Stu* p, int sz)
{
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%s %d\n",p->name,(*p).age);//  (*p).age 等同 p->age
		p++;
	}
}

//Swap函数在传参时已经将base强转为char*类型了
void Swap(char* p1, char* p2, int width)
{
	for (int i = 0; i < width; i++)
	{
		char tmp = *p1;
		*p1 = *p2;
		*p2 = tmp;
		p1++;
		p2++;
	}
}
void bubble(void* base, int sz, int width, int (*cmp)(const void* e1, const void* e2))
{
	//要排序的趟数
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		//每趟需要对比的次数
		for (int j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
		{
			if (cmp((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width) > 0)
			{
				//交换参数位置
				Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);
			}
		}
	}
}

int main()
{
	struct Stu s[3] = { {"tangmuding",44},{"yuliang",56},{"tongwei",37} };
	int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
	bubble(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_Stu_s_1);
	print_s(&s, sz);
	printf("----------------------\n");
	bubble(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_Stu_s_2);
	print_s(&s, sz);     //结构体打印尽量采用传址打印
	return 0;
}

8. 结构体访问

//结构体访问
#include <stdio.h>
struct s
{
	int arr[100];
	int n;
};

void set_ps(struct s* pa)
{
	//(*pa).arr[0] = -1;
	//(*pa).arr[1] = -2;
	//(*pa).n = 200;
	pa->arr[0] = -1;
	pa->arr[1] = -2;
	pa->n = 300;
}

void print(struct s* pp)
{
	printf("%d\n", pp->n);
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		printf("%d ", pp->arr[i]);
	}
	printf("\n");
}
int main()
{
	struct s ps = { {1,2,3,4,5},100 };
	set_ps(&ps);
	print(&ps);
	return 0;
}

在这里插入图片描述

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