【C语言】—— qsort()函数的使用
要学习qsort()函数首先要先了解回调函数
文章目录
- 一.回调函数
- 二.qsort函数是什么？
- 三.用qsort函数排序
- 1. 整型
- 2. 结构体
- 3. 字符型
- 4. double型
- 四.具体样例
- 1. 整型数组排序
- 2. 结构体数据排序
- 3.字符型数组排序
- 4.double型数组排序
- 五.使用冒泡排序思想模拟实现qsort函数
- 1.冒泡排序代码
- 2.qsort函数演示
一.回调函数
回调函数就是一个通过函数指针调用的函数。如果你把函数的指针（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向的函数时，我们就说这是回调函数。回调函数不是由该函数的实现方直接调用，而是在特定的事件或条件发生时由另外的一方调用的，用于对该事件或条件进行响应。
用上一次博客里讲的计数器演示一下回调函数
看代码：
#include <stdio.h>
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 menu()
{
printf("******************************\n");
printf("**** 1. add 2.sub *****\n");
printf("**** 3. mul 4.div *****\n");
printf("**** 0. exit *****\n");
printf("******************************\n");
}
void Calc(int(*pf)(int, int))
{
int x = 0;
int y = 0;
int ret = 0;
printf("请输入两个操作数:>");
scanf("%d %d", &x, &y);
ret = pf(x, y);
printf("%d\n", ret);
}
int main()
{
int input = 0;
do
{
menu();
printf("请选择:>");
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:
printf("退出计算器\n");
break;
default:
printf("选择错误\n");
break;
}
} while (input);
return 0;
}
二.qsort函数是什么？
qsort函数是一个库函数，是一个可以用来快速排序的库函数
qsort函数与冒泡排序比它的好处是：
我们用搜索库函数的网址或者MSDN来进行查找。
参数说明：
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 width, //每个元素的大小，单位是字节
int (__cdecl *compare )(const void *elem1, const void *elem2 ) );//指向一个函数，这个函数可以比较2个元素的大小
返回值：
三.用qsort函数排序
1. 整型
int com_int(const void* p1,const void* p2)
{
return *(int*)p1 - *(int*)p2;
}
2. 结构体
struct Stu
{
char name[20];
int age;
};
3. 字符型
int comp_char(const void* elem1, const void* elem2)
{
return*(char*)elem1 - *(char*)elem2;
}
4. double型
int com_float(const void* p1,const void* p2)
{
return *(double*)p1 > *(double*)p2?1:-1;
}
注：
这里的两个浮点数相减返回的是一个int型的数，如果浮点型数组相减会丢失小数点后的部分。所以需另加处理，直接判断大小，如果p1大于等于p2，则返回1，否则返回-1。
四.具体样例
1. 整型数组排序
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
//qsort函数的使用者提供这个函数
int com_int(const void* p1,const void* p2)
{
return *(int*)p1 - *(int*)p2;
//强制类型转化，再解引用才是对应的值
}
void print_arr(int arr[], int sz)
{
int i = 0;
for (i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%d ", arr[i]);
}
printf("\n");
}
void test1()
{
int arr[10] = { 9,6,5,8,4,7,1,2,3,0 };
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(arr,sz,sizeof(arr[0]),com_int);
print_arr(arr, sz);
}
int main()
{
test1() ;
return 0;
}
运行结果：
注：
- void* - 无具体类型的指针，所以它可以接收任何类型的地址（所以比较整形时要强制类型转换）
- void*-的指针不能解引用操作符，也不能进行++或- -的操作
- qsort 默认是排成升序的，若我们想排成降序，把p1改成p2就可以了
2. 结构体数据排序
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
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;
}
//按照名字来比较
int cmp_stu_by_name(const void* p1, const void* p2)
{
//本质是字符串，所以用strcmp来比较
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);
printf("%s %d ", s[0].name, s[0].age);
printf("%s %d", s[1].name, s[1].age);
printf("%s %d", s[2].name, s[2].age);
printf("\n");
//测试按照名字来排序
qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_stu_by_name);
printf("%s %d ", s[0].name, s[0].age);
printf("%s %d", s[1].name, s[1].age);
printf("%s %d", s[2].name, s[2].age);
printf("\n");
}
int main()
{
test2();
return 0;
}
运行结果
注：
- 比较年龄实际上比较的是整型
- 比较名字实际上比较的是字符串，使用strcmp()函数比较，需包含头文件#include <string.h>
3.字符型数组排序
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int comp_char(const void* elem1, const void* elem2)
{
return*(char*)elem1 - *(char*)elem2;
//强制类型转化，再解引用才是对应的值
}
void test3()
{
char arr[10] = { 'g','a','c','f','d','b','e','l','h'};
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), comp_char);
for (int i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%c ", arr[i]);
}
printf("\n");
}
int main()
{
test3();
return 0;
}
运行结果：
4.double型数组排序
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int com_double(const void* p1, const void* p2)
{
return *(double*)p1 > *(double*)p2 ? 1 : -1;
}
void test4()
{
double arr[5] = { 5.01, 5.02, 0.02, 4.62, 3.95 };
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), com_double);
for (int i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%.2f ", arr[i]);
}
printf("\n");
}
int main()
{
test4();
return 0;
}
运行结果：
五.使用冒泡排序思想模拟实现qsort函数
1.冒泡排序代码
先看一下之前学过的冒泡排序代码
#include <stdio.h>
void bubble_sort(int arr[], int sz)
//因为数组传参传的是地址，所以int arr[] 表示的依然是一个指针： int *arr
{
int i = 0;
//冒泡排序的趟数
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;
}
}
}
}
int main()
{
int arr[] = { 3,1,5,9,2,4,7,6,8,0 };
//排序 - 升序
//冒泡排序
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
bubble_sort(arr, sz);//arr是数组首元素的地址
//只传数组不传元素个数进去，这种算法结果是错误的
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", arr[i]);
}
return 0;
}
2.qsort函数演示
qsort函数使用的是什么参数，我们设计的函数就用什么参数
测试函数
void test()
{
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);
}
模拟实现的bubble_sort函数
void bubble_sort(void* base, size_t num, size_t width,
int (*cmp)(const void* p1, const void* p2))
//cmp 函数为使用的人设计的
{
//元素个数和元素大小不可能为负数所以是size_t类型
//要确定趟数
size_t i = 0;
//共进行num-1趟
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
//比较的是这两个元素地址arr[j] arr[j+1]，所以要传地址
if (cmp((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width) > 0)
{
//width--宽度
//强制类型转换为char*，char*指针+1跳过一个字节
//因为base为void类型，不能进行加减乘除的运算，所以强制类型转换
flag = 0;
//交换
Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);
}
}
if (flag == 1)
{
break;
}
}
}
自定义Swap用来交换的函数
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++;
}
}
整体代码如下：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int cmp_int(const void* p1, const void* p2)
{
return *(int*)p1 - *(int*)p2;
}
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))
//cmp 函数为使用的人设计的
{
//元素个数和元素大小不可能为负数所以是size_t类型
//要确定趟数
size_t i = 0;
//共进行num-1趟
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
//比较的是这两个元素地址arr[j] arr[j+1]，所以要传地址
if (cmp((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width) > 0)
{
//width--宽度
//强制类型转换为char*，char*指针+1跳过一个字节
//因为base为void类型，不能进行加减乘除的运算，所以强制类型转换
flag = 0;
//交换
Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);
}
}
if (flag == 1)
{
break;
}
}
}
void print_arr(int arr[], int sz)
{
int i = 0;
for (i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%d ", arr[i]);
}
printf("\n");
}
void test()
{
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()
{
test();
return 0;
}
将base强制转换为char*的原因是：
char*指针+1跳过一个字节
因为base为void类型，不能进行加减乘除的运算，所以强制类型转换
+width：跳过width个字节，指向下一个元素
交换函数
因为交换函数传的是地址，所以要知道元素的宽度，把每个元素所占字节传过去
运行结果：
整体代码理解：
关于qsort()函数的讲解七七就介绍到这里了，如果这篇文章对大家有帮助，请佬佬们点个赞再走吧！如果发现什么问题，欢迎评论区留言！