C语言标准库函数qsort详解

Posted 2022-08-05 changhaiSmile

1 函数简介

功 能： 使用快速排序例程进行排序

头文件：stdlib.h
用 法： void qsort(void *base,int nelem,int width,int (*fcmp)(const void *,const void *));
参数： 1 待排序数组首地址
2 数组中待排序元素数量
3 各元素的占用空间大小

4 指向函数的指针，用于确定排序的顺序

2 基本用法

使用qsort()排序并用 bsearch()搜索是一个比较常用的组合，使用方便快捷。
qsort 的函数原型是void __cdecl qsort (void *base,size_tnum,size_t width,int (__cdecl *comp)(const void *,const void*))
其中base是排序的一个集合数组，num是这个数组元素的个数，width是一个元素的大小，comp是一个比较函数。
比如：对一个长为1000的数组进行排序时，int a[1000]; 那么base应为a，num应为 1000，width应为 sizeof(int)，comp函数随自己的命名。
qsort(a,1000,sizeof(int),comp);
其中comp函数应写为：
int comp(const void *a,const void *b)

return *(int *)a-*(int *)b;
qsort上面是由小到大排序，return *(int *)b-*(int *)a; 为由大到小排序。
是对一个二维数组的进行排序：
int a[1000][2]; 其中按照a[0]的大小进行一个整体的排序，其中a[1]必须和a[0]一起移动交换。
qsort(a,1000,sizeof(int)*2,comp);
int comp(const void *a,const void *b)

return ((int *)a)[0]-((int *)b)[0];

qsort函数是ANSI C标准中提供的，其声明在stdlib.h文件中，是根据二分发写的，其时间复杂度为n*log(n),其结构为：

void qsort(void *base,size_t nelem,size_t width,int (*Comp)(const void *,const void *));

其中：

*base 为要排序的数组

nelem 为要排序的数组的长度

width 为数组元素的大小（一字节为单位）

默认是从小到大排序的！

（* Comp）(const void *p1,const void *p2) 为判断大小函数的指针，这个函数需要自己定义，如果p1>p2,函数返回-1；a<b,函数返回1；a==b函数返回0

排序方法有很多种：选择排序，冒泡排序，归并排序，快速排序等。
看名字都知道快速排序 是目前公认的一种比较好的排序算法（我没听说速度比这快的了，特殊场合例外），比选择排序，冒泡排序都要快。这是因为他速度很快，所以系统也在库里实现这个算法，便于我们的使用。
这就是qsort。

qsort 要求提供一个比较函数，是为了做到通用性更好一点。比如你不仅仅的是要排序一个数字而已，可能你要用来排序几个数字 ，比如有一个结构

struct num

int a;
int b;
;

然后我有一个num 类型的数组， num dddd[100];
我想给 dddd这个数组排序，那怎么办？ 我想让 a +b 最大的num元素排在数组的最前面，那又怎么办？

这都可以通过定义比较函数来做到的。
比较函数的作用就是给qsort指明元素的大小是怎么比较的。
像这样的比较函数 inline int MyCmp(const void* a, const void* b) 

都是有两个元素作为参数，返回一个int值， 如果比较函数返回大于0，qsort就认为 a>b , 如果比较函数返回等于0 qsort就认为a 和b 这两个元素相等，返回小于零 qsort就认为 a<b 。

qsort 知道元素大小，就可以把大的放到前面去。

如果你的比较函数放回本来应该是1 的（a>b),你比较函数却返回一个 -1 （小于零的）那么qsort认为a<b 的，就把 b放到前面去，但实际上是a大于b的，所以就造成升降序的差别了。

3 相关举例

七种qsort排序方法 

<本文中排序都是采用的从小到大排序> 

一、对int类型数组排序 

int num[100]; 

Sample: 

int cmp ( const void *a , const void *b ) 
 
return *(int *)a - *(int *)b; //强制转换类型
 

qsort(num,100,sizeof(num[0]),cmp); 

二、对char类型数组排序（同int类型） 

char word[100]; 

Sample: 

int cmp( const void *a , const void *b ) 
 
return *(char *)a - *(char *)b; 
 

qsort(word,100,sizeof(word[0]),cmp); 

三、对double类型数组排序（特别要注意） 

double in[100]; 

int cmp( const void *a , const void *b ) 
 
return *(double *)a > *(double *)b ? 1 : -1; 
 

qsort(in,100,sizeof(in[0]),cmp)； 

四、对结构体一级排序 

struct In 
 
double data; 
int other; 
s[100];

//按照data的值从小到大将结构体排序,关于结构体内的排序关键数据data的类型可以很多种，参考上面的例子写 

int cmp( const void *a ,const void *b) 
 
return (*(In *)a).data > (*(In *)b).data ? 1 : -1; 
 

qsort(s,100,sizeof(s[0]),cmp); 

五、对结构体二级排序 

struct In 
 
int x; 
int y; 
s[100]; 

//按照x从小到大排序，当x相等时按照y从大到小排序 

int cmp( const void *a , const void *b ) 
 
struct In *c = (In *)a; 
struct In *d = (In *)b; 
if(c->x != d->x) return c->x - d->x; 
else return d->y - c->y; 
 

qsort(s,100,sizeof(s[0]),cmp); 

六、对字符串进行排序 

struct In 
 
int data; 
char str[100]; 
s[100]; 

//按照结构体中字符串str的字典顺序排序 

int cmp ( const void *a , const void *b ) 
 
return strcmp( (*(In *)a)->str , (*(In *)b)->str ); 
 

qsort(s,100,sizeof(s[0]),cmp); 

七、计算几何中求凸包的cmp 

int cmp(const void *a,const void *b) //重点cmp函数，把除了1点外的所有点，旋转角度排序 
 
struct point *c=(point *)a; 
struct point *d=(point *)b; 
if( calc(*c,*d,p[1]) < 0) return 1; 
else if( !calc(*c,*d,p[1]) && dis(c->x,c->y,p[1].x,p[1].y) < dis(d->x,d->y,p[1].x,p[1].y)) //如果在一条直线上，则把远的放在前面 
return 1; 
else return -1; 
 

PS: 

其中的qsort函数包含在<stdlib.h>的头文件里，strcmp包含在<string.h>的头文件里