【排序】什么都能排的C语言qsort排序详解【超详细的宝藏级别教程】深度理解qsort排序

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作者: @小小Programmer
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文章目录

• • qsort函数的使用方法
  • qsort的模拟实现(冒泡思想)
  • 尾声

qsort函数的使用方法

qsort的简介：
图片来自www.cplusplus.com

使用举例：

//1.排序整型
#if 1
int cmp_int(const void* e1, const void* e2) {
	return +(* (int*)e1 - *(int*)e2);
}
void _OutputArr(int* arr, int sz) {
	for (int i = 0; i < sz; i++) {
		printf("%d ", arr[i]);
	}
}
int main() {
	int arr[] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,10 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);
	_OutputArr(arr, sz);
	return 0;
}
#endif

接下来，让我们对着函数简介那张图，和这个使用举例，来剖析qsort函数的使用方法：

函数原型：

参数分析：

• 第一个参数：void*base,指待排序的序列(可以是任何类型的数据)的地址
• 第二个参数：size_t num，指元素个数。
• 第三个参数：size_t width，指每个元素的大小(单位是字节),因为qsort排序的作者，是不知道我们将要用qsort来排什么类型的数据的，如果是int类型，就是四个字节一个元素，如果是char类型，就是一个字节，如果是结构体类型，可能会更大，所以，我们在使用qsort来对数据进行排序的时候，我们必须告诉qsort，一个元素占几个字节。
• 第四个参数：int(*cmp)(const void*e1,const void*e2) 这是一个函数指针，而cmp这个函数是由使用者自己编写的，用来告诉qsort，什么叫做大，什么叫做小。
  
  由这张图我们可以清晰的知道，如果cmp返回一个小于零的数字，说明e1比e2小
  等于0大于0同理。

以上便是qsort函数使用的剖析，接下来，我们举多一个例子，加深一下印象：我们来排序一些结构体数据

struct Stu {
	char name[20];
	int age;
	double score;
};
int cmp_stu_by_age(const void* e1, const void* e2) {
	return ((struct Stu*)e1)->age - ((struct Stu*)e2)->age;
}
int cmp_stu_by_name(const void* e1, const void* e2) {
	return strcmp(((struct Stu*)e1)->name, ((struct Stu*)e2)->name);
}
int main() {
	struct Stu arr[3] = { {"zhangsan",20,55.5},
		{"lisi",30,88},{"wangwu",10,90.0} };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

	//qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_stu_by_age);
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_stu_by_name);

	//这里就不打印了，我们可以调试看到排序的结果
	return 0;
}

看到这里，相信我们已经被qsort这个万能的排序工具深深吸引了。其实，qsort远没有我们想象的那么复杂，接下来，让我们一起模拟实现它！

qsort的模拟实现(冒泡思想)

qsort()在库里面是基于快速排序的思想实现的，但是今天我们学习的重点是实现qsort里面的其它细节，而不是排序思想。因此，今天我们使用比较简单的冒泡排序思想来实现这个qsort。

我们来看实现源码：

void swap(char* bulf1, char* bulf2, int width) {
	//因为我们不知道要交换多少
	//一次交换一个字节
	int i = 0;
	for (i = 0; i < width; i++) {
		char tmp = *bulf1;
		*bulf1 = *bulf2;
		*bulf2 = tmp;
		bulf1++;
		bulf2++;
	}
}
void my_qsort_ByBubble(void* base, size_t num, size_t width, int(*cmp)(const void* e1, const void* e2)) {
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 0; i < num - 1; i++) {
		for (j = 0; j < num - 1 - i; j++) {
			//交换
			if (cmp((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width) > 0) {
				//交换
				swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);//由于我们不知道到底要交换多少字节
				                                                             //所以传width
			}
		}
	}
}

注意：
由于void*类型是不能进行解引用的，而作为qsort的作者，我们也不知道将来要用来排序的数据是什么类型的，因此，最方便的方式就是将void*类型强转位char*类型，再乘上width，我们就可以得到我们需要的指针类型了。

尾声

看到这里，相信你对qsort这个库函数已经有了一定认识，如果你感觉这期博客对你有帮助的话，请不要吝啬你们的点赞收藏和关注哦