C語言庫函數(shù)qsort的使用詳解
一、回調函數(shù)
C語言庫函數(shù)中的qsort的是一個回調函數(shù)，回調函數(shù)就是一個通過函數(shù)指針調用的函數(shù)。如果把函數(shù)的指針（地址）作為參數(shù)傳遞給另一個 函數(shù)，當這個指針被用來調用其所指向的函數(shù)時，我們就說這是回調函數(shù)?；卣{函數(shù)不是由該函數(shù)的實現(xiàn)方直接調用，而是在特定的事件或條件發(fā)生時由另外的一方調用的，用于對該事件或條件進行響應。
二、庫函數(shù)qsort
void* base：要排序的數(shù)據(jù)的起始位置
size_t num：待排序數(shù)據(jù)的元素個數(shù)
size_t width：待排序的數(shù)據(jù)元素的大小，單位是字節(jié)
int(__cdecl*compare)(constvoid*elem1,constvoid*elem2)：把比較函數(shù)的地址傳給cmp，e1和e2是要比較的兩個元素的地址。（__cdecl是函數(shù)調用約定）
注意：最后一個函數(shù)參數(shù)是一個函數(shù)指針，所以在調用庫函數(shù)qsort()的時候，傳的參數(shù)是比較函數(shù)的地址。
1、e1小于e2，返回值小于0；
2、e1等于e2，返回0；
3、e1大于e2，返回值大于0。
三、使用qsort排序整型數(shù)組
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
int int_cmp(const void* e1, const void* e2)
{
return *(int*)e1 - *(int*)e2;//升序排序
}
int main()
{
int arr[10] = { 9,8,7,6,5,2,4,3,1,0 };
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), int_cmp);
for (int i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%d ", arr[i]);//打印0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
}
return 0;
}庫函數(shù)qsort的比較函數(shù)是需要自己實現(xiàn)的，并且已經(jīng)給定了比較函數(shù)的兩個形參。因為e1和e2是無類型指針，不能解引用和加減。所以此處使用時需要先將指針類型前置類型轉換為int*，再進行解引用操作。
此處可以加深回調函數(shù)的理解：int_cmp是本人來實現(xiàn)的，當程序運行到qsort函數(shù)時，由庫函數(shù)qsort對int_cmp進行調用。這就是回調函數(shù)。
四、使用qsort排序結構體
1、使用qsort排序結構體中的字符成員
先創(chuàng)建一個學生的結構體類型，定義一個結構體類型的學生數(shù)組，數(shù)組內包含3名學生的信息。通過qsort函數(shù)進行排序。在實現(xiàn)str_name_cmp函數(shù)時，需要先將e1和e2先強制類型轉換為struct Stu*類型，由于strcmp函數(shù)的返回值剛好契合str_name_cmp函數(shù)，可以直接使用return將返回值帶回。通過打印可以發(fā)現(xiàn)三名同學已經(jīng)按ASCII碼完成排序。
2、使用qsort排序結構體中的整型成員
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
struct Stu
{
char name[20];
int age;
};
int str_age_cmp(const void* e1, const void* e2)
{
return ((struct Stu*)e1)->age - ((struct Stu*)e2)->age;
}
int main()
{
struct Stu s[] = { {"zhangsan",18},{"lisi",17},{"wangwu",22} };
int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
qsort(s, sz, sizeof(s[0]), str_age_cmp);
for (int i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%d ", s[i].age);//輸出17 18 22
}
return 0;
}排序結構體整型成員和排序整型數(shù)組、結構體字符成員方式相似。
五、基于冒泡排序的庫函數(shù)qsort的模擬實現(xiàn)
1、使用改寫函數(shù)排序整型數(shù)組
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
int int_cmp(const void* e1, const void* e2)//比較函數(shù)
{
return *(int*)e1 - *(int*)e2;//升序排序
}
Swap(char* p1, char* p2, size_t width)
{
for (int i = 0; i < width; i++)//每個字節(jié)交換
{
int tmp = *p1;
*p1 = *p2;
*p2 = tmp;
p1++;
p2++;
}
}
void qsort_bubble(void* base, size_t sz, size_t width, int(* compare)(const void* e1, const void* e2))
{//基于庫函數(shù)qsort進行改寫的冒泡排序
for (int i = 0; i < sz-1; i++)
{
int change = 0;
for (int j = 1; j < sz - i; j++)
{
//交換
if (compare((char*)base+(j-1)*width , (char*)base+j*width)>0)
{
Swap((char*)base + (j - 1) * width, (char*)base + j * width,width);
change = 1;
}
}
if (change == 0)
break;
}
}
int main()
{
int arr[10] = { 9,8,7,6,5,2,4,3,1,0 };
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
qsort_bubble(arr, sz,sizeof(arr[0]),int_cmp);
for (int i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%d ", arr[i]);
}
return 0;
}qsort_bubble函數(shù)中，采用冒泡排序的比較方式，形參模仿庫函數(shù)qsort中的形參。
在函數(shù)內部調用compare時(compare是比較函數(shù)的地址)，由于外部比較的數(shù)據(jù)類型不可知，故使用最小內置類型char和數(shù)據(jù)類型的長度width來表示外部類型所占字節(jié)。
2、使用改寫函數(shù)排序結構體中的字符成員
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
struct Stu//定義結構體
{
char name[20];
int age;
};
int str_name_cmp(const void* e1, const void* e2)//字符的比較函數(shù)
{
return strcmp(((struct Stu*)e1)->name, ((struct Stu*)e2)->name);
}
Swap(char* p1, char* p2, size_t width)//交換函數(shù)
{
for (int i = 0; i < width; i++)
{
int tmp = *p1;
*p1 = *p2;
*p2 = tmp;
p1++;
p2++;
}
}
void qsort_bubble(void* base, size_t sz, size_t width, int(*compare)(const void* e1, const void* e2))
{基于庫函數(shù)qsort進行改寫的冒泡排序
for (int i = 0; i < sz - 1; i++)
{
int change = 0;
for (int j = 1; j < sz - i; j++)
{
if (compare((char*)base + (j - 1) * width, (char*)base + j * width)>0)
{
Swap((char*)base + (j - 1) * width, (char*)base + j * width, width);
change = 1;
}
}
if (change == 0)
break;
}
}
int main()
{
struct Stu s[] = {{"zhangsan",18},{"lisi",17},{"wangwu",22}};
int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
qsort(s, sz, sizeof(s[0]), str_name_cmp);
for (int i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%s ", s[i].name);
}
return 0;
}輸出結果lisi wangwu zhangsan，理解方式和上方例子一樣。
3、對庫函數(shù)qsort的總結
第一次使用庫函數(shù)qsort的時候，肯定會疑惑，為什么e1-e2的返回值大于0時，升序排序；反之降序？
我們在模擬實現(xiàn)的時候，在冒泡排序內部調用compare這個函數(shù)地址，傳參時，如果前一個元素的值大于后一個元素，那么傳入比較函數(shù)，e1-e2＞0，進行交換，交換完畢后e1<e2，實現(xiàn)了升序排序！
如果要實現(xiàn)降序排序，在比較函數(shù)內使用e2-e1即可，意思是后一個元素大于前一個元素，進行交換，交換完畢后e1>e2，實現(xiàn)了降序排序！
六、力扣977#中庫函數(shù)qsort的使用
使用pow函數(shù)對數(shù)組元素逐個平方。由于素組內存在負數(shù)，所以平方后數(shù)組可能亂序，需要重新排序，這里可以使用庫函數(shù)qsort進行排序。
int compare(const void* elem1,const void* elem2)//比較函數(shù)
{
return *(int*)elem1-*(int*)elem2;
}
int* sortedSquares(int* nums, int numsSize, int* returnSize){
*returnSize=numsSize;
for(int i=0;i<numsSize;i++)
{
nums[i]=pow(nums[i],2);
}
qsort(nums,numsSize,sizeof(nums[0]),compare);//庫函數(shù)qsort的使用
return nums;
}但是平常刷題是還是不建議無腦上qsort，需要根據(jù)題目要求合理的選擇排序算法。
到此這篇關于C語言庫函數(shù)qsort的使用的文章就介紹到這了,更多相關C語言庫函數(shù)qsort內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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