c语言-qsort函数

news2024/12/23 0:54:04

目录

一、函数介绍

二、qsort函数的使用

1、对int类型数组排序

2、对char类型排序

3、对浮点型排序

4.比较字符串

4.1按首字母排序

4.2按长度排序

4.3按字典顺序

5.结构体排序

5.1 多级排序

三、模拟实现qsort函数

【冒泡排序的实现】

【主函数部分】

【代码详解】

 【代码实现之整型排序】

【代码实现之结构体类型排序】 

四、快速排模拟实现qsort()函数

一、函数介绍

qsort就是C语言中的快排函数，包含在stdlib.h头文件中，函数一共有四个参数，没有返回值。

void qsort(void *base, size_t nitems, 
size_t size, int (*compar)(const void *, const void*))

1.   void * base : 首先来了解一下什么是 void* ，这个是无具体类型的指针，void * 的指针是非常宽容的，可以接收任意类型的数据。常常用来临时存放数据，等到需要使用数据时，我们必须要强制类型转换成某一具体类型的数据，才能对数据进行操作。

对void *pa,接收了一个整型 a 的地址，我们对指针pa 进行强制类型转换（int*），再解引用 pa即可对变量a 进行操作。

 void *base 存的就是待排序数据的起始地址（不能直接访问）。

 这个参数是 qsort() 函数能够对任意数据排序的基础。 

2. size_t  num : 记录待排序数据元素个数。

3. size_t  size  : 记录待排序数据任意一个元素的所占的字节数（元素的大小）。

4. int  (*compar) (const  void*  , const  void* ) : 

这其实是一个函数类型的指针，可以用来存储函数的地址，然后也提前声明了函数的参数，返回值

返回值是 int 类型，参数部分是两个 void * 类型的接收。这个函数的作用是来比较两个参数的大小，然后返回比较果结，怎么比呢？ 如果是整型数据使两个参数相减，返回结果。如果是字符串，我们可以使用   strcmp(“字符串”，“字符串”);strcmp 函数的返回值也是整型数据（这个是根据对应的场景，选择比较方式），即可得到相应的结果。

这第四个参数需要我们自己设计实现，函数的作用就是比较任意两个参数，返回一个整型数据，就可以利用这个数据来判断两个元素大小，所以这是个比较排序。

对于陌生的库函数，可通过cplusplus网站来了解它

【qsort参数介绍】

​

​

【比较函数的返回值】

qsort函数大致的模板为

int compare(const void* p1, const void* p2) //
{
	return p1 - p2; //返回的是升序
	return p2 - p1; //返回的是降序   
    
    //注：p1和p2的类型根据实际情况写
}
 
int main()
{
	int arr[] = { 1,3,4,6,7,2,10,8,5,9 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//计算数组元素个数 40 / 4 = 10
 
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), compare);
	//arr - 指向要排序的数组的第一个元素的指针。
	//sz -  由 arr 指向的数组中元素的个数
	//sizeof(arr[0]) - 数组中每个元素的大小，以字节为单位。
	//compar - 用来比较两个元素的函数。
 
	return 0;
}

Q：为什么compare的形参的两个参数是void*类型？

因为qsort函数可以实现对数组(int)、字符串(char)、结构体(stuct)等类型进行升序或降序排序，void*是无具体类型的指针，是不介意类型的，就像一个“垃圾桶”，任意的类型的地址都能往void*塞，但就是不能对其直接使用（解引用操作，++，--等等）。若想使用，只要进行强制类型转化即可。

二、qsort函数的使用

1、对int类型数组排序

//升序的情况
#include <stdlib.h>  //使用qsort需要包含头文件
#include <stdio.h>  
int compare_int(const void* p1, const void* p2) 
{
	return *(int*)p1 - *(int*)p2; //强制类型转化并解引用
}
 
int main()
{
	int arr[] = { 1,3,4,6,7,2,10,8,5,9 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
 
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), compare_int);
	
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
 
	return 0;
}

//降序的情况
#include <stdlib.h>  //使用qsort需要包含头文件
#include <stdio.h>  
int compare_int(const void* p1, const void* p2) 
{
	return *(int*)p2 - *(int*)p1; //强制类型转化并解引用
}
 
int main()
{
	int arr[] = { 1,3,4,6,7,2,10,8,5,9 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
 
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), compare_int);
	
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
 
	return 0;
}

2、对char类型排序

//升序的情况
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
int compare_char(const void* p1, const void* p2) 
{
	return *(char*)p1 - *(char*)p2; //强制类型转化并解引用
}
 
int main()
{
	char arr[] = { 'f', 'b','e','a','d','c'};
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
 
	
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), compare_char);
	
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%c ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

3、对浮点型排序

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
int compare_double(const void* p1, const void* p2) 
{
	return (*(double*)p1 > *(double*)p2 ? 1 : -1); //三目操作符
}
 
int main()
{
	double arr[] = { 3.14,2.6,2.3,1.7};
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
 
	
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), compare_double);
	
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%lf ", arr[i]);
	}
 
 
	return 0;
}

注意

用qsort对浮点型的一定要用三目运算符，由于浮点数的精度问题，如果是两个很接近的数相减，则可能返回一个接近0的小数，而compare_double的返回值是int型，因此会将这个小数返回0。

4.比较字符串

4.1按首字母排序

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define L 10
#define K 10
int inc(const void *a, const void *b)
{
	return *(char *)a - *(char *)b;
 } 
int main ()
{
	char a[L][K] = {
		"rbsc",
		"jcse",
		"efgd",
		"arbs",
		"bbs",
		"cbfe",
		"dgafg" ,
		"ewqrta",
		"ofgd",
		"mbcv",
	};
	qsort(a, L, sizeof(char) * K, inc);
	for (int i = 0; i < L; i++)
	{
		printf("%s\n", a[i]);
	}
 }

4.2按长度排序

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#define L 10
#define K 10
int inc(const void *a, const void *b)
{
	return strlen((char *)a) > strlen((char *)b) ? 1 : -1;
 } 
int main ()
{
	char a[L][K] = {
		"rbsc",
		"jcsse",
		"efgdsd",
		"arbs",
		"bbs",
		"cbfefaa",
		"dgafg" ,
		"ewqrta",
		"ofgd",
		"mbcv312",
	};
	qsort(a, L, sizeof(char) * K, inc);
	for (int i = 0; i < L; i++)
	{
		printf("%s\n", a[i]);
	}
 }

4.3按字典顺序

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#define L 10
#define K 10
int inc(const void *a, const void *b)
{
	return strcmp((char * )a, (char *)b);
 } 
int main ()
{
	char a[L][K] = {
		"rbsc",
		"jcsse",
		"afgdsd",
		"arbs",
		"abs",
		"cbfefaa",
		"cgafg" ,
		"ewqrta",
		"ofgd",
		"mbcv312",
	};
	qsort(a, L, sizeof(char) * K, inc);
	for (int i = 0; i < L; i++)
	{
		printf("%s\n", a[i]);
	}
 }

5.结构体排序

5.1 多级排序

结构体体的三级排序测试：
第一级是对学生成绩整体从小到大排序；
第二级是对相同成绩的学生，按照姓名进行排序；
第三级是对相同成绩、姓名的学生，按照学号进行排序；

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h> 
typedef struct student
{
    int id;
	char name[10];
    int grade;	
}student;
 
int cmp1(const void *a, const void *b)//一级排序
{
    student *s1 = (student*)a;
    student *s2 = (student*)b;
    return s1->id - s2->id;
}

int cmp2(const void *a,const void *b)//二级排序
{
	student *s1 = (student*)a;
    student *s2 = (student*)b;
	if(strcmp(s1->name , s2->name) != 0)
		return strcmp(s1->name , s2->name);	
	else	
		return s1->id - s2->id;				
}

int cmp3(const void *a,const void *b)//三级排序
{
	student *s1 = (student*)a;
    student *s2 = (student*)b;
	if(s1->grade != s2->grade)	
		return s1->grade - s2->grade;
	else
	{
		if(strcmp(s1->name , s2->name) != 0)
			return strcmp(s1->name , s2->name);
		else
			return s1->id - s1->id;
	}
}

int main()
{
    int i,N,C;
	scanf("%d %d",&N,&C);
	
	student *stu;
	stu=(student*)malloc(N*sizeof(student));

	for(i = 0 ; i < N ; i++)
		scanf("%d %s %d" , &stu[i].id , stu[i].name , &stu[i].grade);
	switch(C)
	{
		case 1:	qsort(stu, N, sizeof(student), cmp1);break;//一级排序
		case 2:	qsort(stu, N, sizeof(student), cmp2);break;//二级排序
		case 3:	qsort(stu, N, sizeof(student), cmp3);break;//三级排序
	}
	printf("排序结果:\n");
	for(i = 0 ; i < N ; i++)
		printf("%03d %s %d\n" , stu[i].id , stu[i].name , stu[i].grade);
    return 0;
}

三、模拟实现qsort函数

模拟实现qsort函数是要基于冒泡排序实现的    （冒泡排序讲解）

【冒泡排序的实现】

#include <stdio.h>
void Sort(int arr[], int sz)
{
	for (int i = 0; i < sz - 1; i++)
	{
		
		for (int 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;
			}
		}
	}
}
int main()
{
	int arr[] = { 2,6,8,7,6,0,1,5,9,3 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	Sort(arr, sz);
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

现要求改造冒泡排序，使整个函数可以排序任意类型的数组

以整型数组为例

【主函数部分】

#include <stdio.h>
int cmp_int(const void* p1, const void* p2)
{
	return *(int*)p1 - *(int*)p2;
}
 
int main()
{ 
	int arr[] = { 2,6,8,7,6,0,1,5,9,3 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
 
	Sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int); 
 
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

【Sort函数部分】

参考qsort函数的参数

void Swap(char* x1, char* x2, int width)
{
	//因为不知道是什么类型，要一个字节一个字节交换
	for (int i = 0; i < width; i++)
	{
		char tmp = *x1;
		*x1 = *x2;
		*x2 = tmp;
		x1++;
		x2++;
	}
}
 
//void* base - 要求排序不同类型的数组，void*恰好能接收任意类型
//int sz - 元素个数
//int width - 一个元素的大小
//int (*p)(const void*, const void*)  函数传参函数指针接收
//size_t - 无符号整型
 
void Sort(void* base, size_t sz, size_t width, int (*p)(const void*, const void*))
{
	for (size_t i = 0; i < sz - 1; i++)
	{
		for (size_t j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
		{
            //通过函数指针p调用的函数cmp_int,所以这是个回调函数
			if (p((char*)base + j * width,(char*)base + (j + 1) * width) > 0)
			{
				//写一个Swap函数来交换
				Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);
			}
		}
	}
}

 

【代码详解】

​

 【代码实现之整型排序】

 

int cmp_int(const void* p1, const void* p2)
{
	return *(int*)p1 - *(int*)p2;
}
 
void Swap(char* x1, char* x2, int width)
{
	for (int i = 0; i < width; i++)
	{
		char tmp = *x1;
		*x1 = *x2;
		*x2 = tmp;
		x1++;
		x2++;
	}
}
 
void Sort(void* base, size_t sz, size_t width, int (*p)(const void*, const void*))
{
	for (size_t i = 0; i < sz - 1; i++)
	{
		for (size_t j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
		{
			if (p((char*)base + j * width,(char*)base + (j + 1) * width) > 0)
			{
				Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);
			}
		}
	}
}
 
int main()
{ 
	int arr[] = { 2,6,8,7,6,0,1,5,9,3 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
 
	Sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int); 
 
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

【代码实现之结构体类型排序】 

以排列姓名为例

struct Stu
{
	char name[20];
	int age;
};
int compare_name(const void* p1, const void* p2)
{
	return strcmp(((struct Stu*)p1)->name, ((struct Stu*)p2)->name);
}
 
 
void Swap(char* x1, char* x2, int width)
{
	for (int i = 0; i < width; i++)
	{
		char tmp = *x1;
		*x1 = *x2;
		*x2 = tmp;
		x1++;
		x2++;
	}
}
 
void Sort(void* base, size_t sz, size_t width, int (*p)(const void*, const void*))
{
	for (size_t i = 0; i < sz - 1; i++)
	{
		for (size_t j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
		{
			if (p((char*)base + j * width,(char*)base + (j + 1) * width) > 0)
			{
				Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);
			}
		}
	}
}
 
int main()
{ 
	struct Stu s[3] = { {"张三",10},{"李四",30},{"王五",21} };
	int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
 
	Sort(s, sz, sizeof(s[0]), compare_name);
 
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%s %d\n", s[i].name,s[i].age);
	}
	return 0;
}

四、快速排模拟实现qsort()函数

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
int Cmp_qsort(void const* p1, void const* p2)//用户输入，
{
	int size1 = (*(int*)p1 - *(int*)p2);
	return size1;
}
 
//交换数据
void Swap(char* base1, char* base2, int size)
{
	for (int i = 0; i < size; ++i)//按字节转换
	{
		char tmp = *base1;
		*base1 = *base2;
		*base2 = tmp;
		++base1;
		++base2;	
	}
}
 
//模拟实现
void _Quick_qsort(void const* base, int left, int right, int size, int(*Cmp_qsort)(void const* p1, void const* p2))
{
	if (left >= right)
	{
		return;
	}
 
	int begin = left;
	int end = right;
	int key = begin;//记录坑位的下标、
 
	while (begin < end)
	{
 
		while (begin < end && (Cmp_qsort((char*)base+ key*size, (char*)base + end * size) <= 0))
			--end;
 
		while (begin < end && (Cmp_qsort((char*)base+ key*size, (char*)base + begin * size) >= 0))
			++begin;
		Swap((char*)base +begin * size, (char*)base+end*size, size);
 
	}
	Swap((char*)base + begin * size, (char*)base + key * size, size);
 
	_Quick_qsort(base, left, begin - 1, size, Cmp_qsort);
	_Quick_qsort(base, begin + 1, right, size, Cmp_qsort);
 
}
 
 
//过渡一下
void Quick_qsort(void const* base, int len, int size,int(*Cmp_qsort)(void const *p1,void const *p2))
{
	_Quick_qsort(base, 0, len - 1, size, Cmp_qsort);//左右区间写入参数，
}
 
//打印
void Print(int* a, int n)
{
	for (int i = 0; i < n; ++i)
	{
		printf("%d ", a[i]);
	}
}
 
//快排左右指针法
int main()
{
	int a[] = {6,1,2,10,7,9,9,3,4,5,10,8};
	int len = sizeof(a) / sizeof(a[0]);
	int size = sizeof(a[0]);
 
	Quick_qsort(a, len, size,Cmp_qsort);//快速排序模拟实现
 
	Print(a, len);//打印
	return 0;
 
}

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描述 此函数关闭哈希和DBM文件之间的绑定。将领带功能与合适的模块配合使用。 语法 以下是此函数的简单语法- dbmclose HASH返回值 如果失败,此函数返回0,如果成功,则返回1。 请注意,在大型DBM文件上使用键和值之类的功能时,它们可能会返回巨大的列表。您可能更喜欢使用e…
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HBase-写流程

HBase-写流程

写流程顺序正如API编写顺序&#xff0c;首先创建HBase的重量级连接 &#xff08;1&#xff09;读取本地缓存中的Meta表信息&#xff1b;&#xff08;第一次启动客户端为空&#xff09; &#xff08;2&#xff09;向ZK发起读取Meta表所在位置的请求&#xff1b; &#xff08;…
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chapter13：springboot与任务

chapter13：springboot与任务

Spring Boot与任务视频 1. 异步任务 使用注解 Async 开启一个异步线程任务&#xff0c; 需要在主启动类上添加注解EnableAsync开启异步配置&#xff1b; Service public class AsyncService {Asyncpublic void hello() {try {Thread.sleep(3000);} catch (InterruptedExcept…
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为什么很多人都在吹ChatGPT改变世界？一文全面了解

为什么很多人都在吹ChatGPT改变世界？一文全面了解

ChatGPT早已让全世界的互联网炸锅&#xff0c;它已经从一个新颖的聊天机器人演变成一项推动下一个创新时代到来的技术。已经很久没有出现一款让大家充满兴趣、兴奋、恐惧且具有争议的科技产品了。 如果你现在才接触到它&#xff0c;你可能会想知道这到底是怎么回事。这里建议你…
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linux gcc __attribute__

linux gcc __attribute__

__attribute__ 1. 函数属性1.1 __attribute__((noreturn))1.2 __attribute__((format))1.3 __attribute__((const)) 2. 变量属性2.1. __attribute__((aligned))2.2. __attribute__((packed)) 3. 类型属性 __attribute__ 是 GCC 编译器提供的一种特殊语法&#xff0c;它可以用于…
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测试该知道的二三事：浅谈响应式网页设计

测试该知道的二三事：浅谈响应式网页设计

1.起因 最近几天正巧在帮朋友的公司团队做质量保障体系的培训&#xff0c;在此期间与几个测试人员闲聊&#xff0c;正是其中的一件事让我对今天的话题提起了兴趣&#xff1a;朋友公司里的研发团队招了一个应届毕业生&#xff0c;做了半年之后接了某个web项目的其中一个拓展功能…
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质检工具(FindBugs、CheckStyle、Junit、Jmeter、Apifox)

质检工具(FindBugs、CheckStyle、Junit、Jmeter、Apifox)

1、Findbugs IDEA软件中可以装该插件，2018版本以前主要搜索FindBugs-IDEA 、2018版本以后主要搜索 SpotBugs。 1.1、FindBugs-IDEA安装及使用流程： 1.2、SpotBugs安装及使用流程： 2、Checkstyle IDEA软件中可以装该插件，所有版本的插件一致：CheckStyle 2.1、安装流程…
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