是否有一个 C 函数，给定具有不同数据类型的结构数组，可以使用任何一种数据类型对数组进行排序

Posted 2023-02-18

【中文标题】是否有一个 C 函数，给定具有不同数据类型的结构数组，可以使用任何一种数据类型对数组进行排序

【英文标题】：Is there a C function which, given a struct array with different data types, can sort the array with any one of the data types

【发布时间】：2021-12-06 17:30:28

【问题描述】：

我正在排序/搜索结构数组。

struct Substance

   char name[NAME_SIZE]
   int mass;
   double halftime;

在提示用户选择结构的哪个成员进行排序后完成排序/搜索，即按名称、质量或中场时间。

有没有办法制作一个可以处理所有三种数据类型的通用函数，还是我必须为每种类型编写不同的函数？

我不想写几个函数的原因是每个函数中90%的代码都是一样的。

我特别苦恼于我必须为每次迭代获取我想要操作的成员，即substances[i].mass 来访问质量，并且对于结构的每个成员，这种语法显然必须不同。

我试图做一些预处理来避免这个问题：

switch(choice)

   case '1':
      memcpy(current, substances[i].name, NAME_SIZE);
      break;
   case '2':
      sprintf(current, "%d", substances[i].mass);
      break;
   case '3':
      sprintf(current, "%lf", substances[i].halftime);

但如果我想按mass 排序，我还必须在结构数组中转换所有其他物质的mass。

我还考虑过首先将每个成员表示为相同的数据类型，然后在需要时进行转换，例如打印、写入文件等，但我不知道我会使用哪种数据类型。

一般用例是：

/*
Do you want to sort by (1) name, (2) mass or (3) halftime: 2

Sorted list by mass:
Name      Mass     Halftime
Zirconium 91       ...
Radon     220      ...
Radon     222      ...
Uranium   238      ...
*/

【问题讨论】：

您可以将qsort（或您自己的排序函数）与三个不同的compar 函数一起使用。

@Silop 您可以使用 qsort 并且对于结构的每个数据成员，您需要编写一个单独的比较函数。

Glibc 提供了函数qsort_r()，它接受一个额外的指针参数，该参数传递给比较函数，因此您可以编写一个比较函数，根据额外的参数决定对哪个数据成员进行排序。但是，这不再是可移植的 C。

【参考方案1】：

是的qsort()。示例：

给定结构：

struct Substance

   char name[NAME_SIZE]
   int mass;
   double halftime;
;

假设数组定义为substances[N];//has been populated，那么调用的例子可以是：

qsort(substances, N, sizeof (struct Substance), compareName);
qsort(substances, N, sizeof (struct Substance), compareMass);
qsort(substances, N, sizeof (struct Substance), compareHtime);

...在qsort() 中传递比较函数的形式是：

int compareName(const void *a, const void *b)

    const struct Substance *ia = a;
    const struct Substance *ib = b;
    return strcmp(ia->name, ib->name);//returns -1, 0 1 per strcmp rules


int compareMass(const void *a, const void *b)

    const struct Substance *ia = a;
    const struct Substance *ib = b;
    return ia->mass == ib->mass ? 0 : 
                                  ia->mass > ib->mass ? 1 : -1;


int compareHtime(const void *a, const void *b)

    const struct Substance *ia = a;
    const struct Substance *ib = b;
    return fabs(ia->halftime - ib->halftime) < 0.00001 ? 0 :
                                (ia->halftime - ib->halftime) > 1 ? 1 : -1;

“有没有办法制作一个可以处理所有三种数据类型的通用函数，或者我必须为 每个？”

您可以创建一个使用您的switch() 的void 函数，并使用enum。决定调用三个比较函数中的哪一个。例如：

enum 
    NAME,
    MASS,
    HALF,
    TYPE_MAX
;

void sort(struct Substance *s, size_t size, int type)

    switch(type)
        case NAME;
            qsort(s, size, sizeof (struct Substance), compareName);
            break;
        case 
              ...
              

【讨论】：

最后两个函数的return语句有错别字。 (ia->mass ib->mass ) 缺少操作员。

他们还根据排序返回两个原始值之一，而不是负/0/正（通常为-1/0/1）。

@kaylum - 编辑了最后两个函数。

@ShadowRanger - 感谢您的编辑。

不需要演员表。