使用多个排序条件对数组进行排序 (QuickSort)

Posted 2023-03-27

【中文标题】使用多个排序条件对数组进行排序 (QuickSort)

【英文标题】：Sorting an array using multiple sort criteria (QuickSort)

【发布时间】：2012-11-02 15:16:25

【问题描述】：

我试图找出如何（使用快速排序算法）按 2 个标准对结构数组进行排序。例如说我有一个结构：

struct employee
   char gender[12];
   char name[12];
   int id;
;

假设我的输入是：

struct employee arr[3]=

    "male","Matt",1234,
    "female","Jessica",2345,
    "male","Josh",1235
;

我想先按性别对元素进行排序，然后按升序对 ID 进行排序。一个例子是让所有男性首先按顺序打印他们的 ID，然后所有女性都打印他们的 ID。我试图在不使用 qsort 函数的情况下执行此操作，但我一点也不知道如何检查。这是我的排序功能：

void quicksort(struct employee *arr, int left, int right)

    int pivot, l, r, temp;
    if(left < right)
    
        p = left;
        l = left;
        r = right;
        while(l < r)
        

            while(arr[l].id <= arr[p].id && l <= right)
                l++;
            while(arr[r].id > arr[p].id && r >= left)
                r--;

            if(l < r)
            
                temp = arr[l].id;
                arr[l].id = arr[r].id;
                arr[r].id = temp;
            
        


        temp = arr[r].id;
        arr[r].id = arr[p].id;
        arr[p].id = temp;

        quicksort(arr, left, r-1);
        quicksort(arr, r+1, right);
    

有什么建议吗？我在想我可以使用 strcmp，但我不知道在函数中包含它的位置。

【参考方案1】：

只需使用内置的qsort，并传递给它一个比较器函数，它首先比较性别，并且只有在第一次比较“tie”的情况下才查询ID号。

【讨论】：

谢谢，我确实意识到了这一点，但我想看看如果它是硬编码的，而不是使用 qsort 会如何工作

【参考方案2】：

我认为您应该首先按性别对数组进行排序，男性一个，女性一个。然后使用快速排序函数在这两个数组中进行排序。

您可以使用strcmp将原始数组排序为两个数组：一个为男性，一个为女性。

【讨论】：

可以像这样在两遍中进行排序 - 但是当/如果你这样做时，使用稳定的排序至关重要（在平局的情况下保持原始顺序）。快速排序，至少与通常为数组实现的一样，是不稳定的。

【参考方案3】：

这并不难。您只需要一个函数（或看到您想要“硬编码”的代码块）来比较您的结构。在您提供的示例代码中，您使用arr[l].id <= arr[p].id 比较当前对象。那就是您只考虑 id 来确定您的元素适合的位置。此时您只需要使用其他字段进行比较。使用函数会更整洁（我在之前的问题中给了你这样的函数）。

您也只是在交换时移动 id 字段 - 在您的数据项中保持名称和性别不变。你应该移动整个结构。

【讨论】：

啊，感谢您发现我没有注意到。当我尝试切换 arr[l]=arr[r] 时，出现语法错误。

【参考方案4】：

int compare_employee (struct employee * a, struct employee * b) 
    int diff = strcmp(a->gender, b->gender);

    if (diff) // if gender different
        return -diff; // sort descending, please double check this and reverse in case I am wrong

    return a->id - b->id; // else sort by id

如果a < b输出负数，如果a > b输出正数，如果相等则输出零。

在您自己的快速排序中或作为qsort 比较器使用它。

【参考方案5】：

你当然可以内联比较函数，以及一个交换器。下面的代码非常基本，并且依赖于有效的指针，但你会明白的。我还冒昧地减少了您的快速排序，修复了沿途的问题（我希望如此）。

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

// employee record
struct employee

    char gender[12];
    char name[12];
    int id;
;

// swap employee records
void swap_employee(struct employee *left, struct employee *right)

    struct employee tmp = *right;
    *right = *left;
    *left = tmp;


// compare employee records
int compare_employee(const struct employee* left,
                     const struct employee* right)

    int gender = strcmp(left->gender, right->gender);
    return (gender ? gender : (left->id - right->id));


// quicksort for employees
static void quicksort_(struct employee *arr, int left, int right)

    struct employee p = arr[(left+right)/2];    // as good as any
    int l = left, r = right;   // movable indicies

    while (l <= r)
    
        while (compare_employee(arr+l, &p) < 0)
            ++l;
        while (compare_employee(arr+r, &p) > 0)
            --r;
        if (l <= r)
        
            swap_employee(arr+l, arr+r);
            ++l; --r;
        
    

    if (left < r)
        quicksort_(arr, left, r);
    if (l < right)
        quicksort_(arr, l, right);


// exposed API
void quicksort(struct employee *arr, int count)

    if (arr && (count>0))
        quicksort_(arr, 0, count-1);


/* sample usage */
int main(int argc, char *argv[])

    struct employee arr[]=
    
        "male","Matt",1234,
        "female","Jessica",2345,
        "male","Josh",1235,
        "female","Betsy",2344,
        "male","Roger",1233
    ;

    quicksort(arr, sizeof(arr)/sizeof(arr[0]));

    for (int i=0;i<sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);++i)
        printf("%s, %s, %d\n", arr[i].gender,arr[i].name, arr[i].id);

    return EXIT_SUCCESS;

结果

female, Betsy, 2344
female, Jessica, 2345
male, Roger, 1233
male, Matt, 1234
male, Josh, 1235