linux内核中的排序接口--sort函数

Posted 2020-09-27 clnchanpin

linux内核中的sort函数，事实上跟我们所说的qsort函数非常像，我们来看看qsort:

qsort 的函数原型是

void qsort(void*base,size_t num,size_t width,int(__cdecl*compare)(const void*,const void*));

參数： 

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。

当中compare函数应写为：

1 2 3 4

int comp(const void*a,const void*b) { return *(int*)a-*(int*)b; }

事实上qsort是一个典型的高速排序的接口函数。

  接下来我们来看看linux内核中的排序接口函数sort:

void sort(void *base, size_t num, size_t size,
 int (*cmp_func)(const void *, const void *),
 void (*swap_func)(void *, void *, int size)) ;
相同的：

        1、待排序的数组首地址

2、数组中待排序元素的数量

  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。

5、指向函数的指针，用于交换元素的顺序(事实上这可有可无，一般能够设置为NULL（空）值)。

接下来，我们来看看它的实现:

跟qsort函数的源代码事实上大致相似：

void sort(void *base, size_t num, size_t size,
	  int (*cmp_func)(const void *, const void *),
	  void (*swap_func)(void *, void *, int size))
{
	/* pre-scale counters for performance */
	int i = (num/2 - 1) * size, n = num * size, c, r;

	if (!swap_func)
		swap_func = (size == 4 ? u32_swap : generic_swap);

	/* heapify */
	for ( ; i >= 0; i -= size) {
		for (r = i; r * 2 + size < n; r  = c) {
			c = r * 2 + size;
			if (c < n - size &&
					cmp_func(base + c, base + c + size) < 0)
				c += size;
			if (cmp_func(base + r, base + c) >= 0)
				break;
			swap_func(base + r, base + c, size);
		}
	}

	/* sort */
	for (i = n - size; i > 0; i -= size) {
		swap_func(base, base + i, size);
		for (r = 0; r * 2 + size < i; r = c) {
			c = r * 2 + size;
			if (c < i - size &&
					cmp_func(base + c, base + c + size) < 0)
				c += size;
			if (cmp_func(base + r, base + c) >= 0)
				break;
			swap_func(base + r, base + c, size);
		}
	}
}

接下来我们看一个实例程序：

将代码从linux内核中抠出来，然后编敲代码:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef int u32 ; 

/*
	fri : sort array
	sec : array num 
	thr : array only num size
	function:
	function:
*/
void sort(void *base, size_t num, size_t size,
	  int (*cmp_func)(const void *, const void *),
	  void (*swap_func)(void *, void *, int size)) ;
int cmpint(const void *a, const void *b) ;
static void u32_swap(void *a, void *b, int size) ; 
static void generic_swap(void *a, void *b, int size); 

int main(void)
{
	int array[10] = {0};
	
	int i = 0 ;
	printf("随机产生10个100以内的数:\n");
	for(i = 0 ; i < 10 ; i++)
	{
		array[i] = rand()%100;
		printf("array[%d]=%d\n",i , array[i]);
	}

	sort(array , 10 , sizeof(int) , cmpint , u32_swap) ;
	putchar('\n');
	printf("排序后的数:\n");
	for(i = 0 ; i < 10 ; i++)
	{
		printf("arr[%d]=%d\n",i , array[i]);
	}

	return 0 ;	
}

	  

void sort(void *base, size_t num, size_t size,
	  int (*cmp_func)(const void *, const void *),
	  void (*swap_func)(void *, void *, int size))
{
	/* pre-scale counters for performance */
	int i = (num/2 - 1) * size, n = num * size, c, r;

	if (!swap_func)
		swap_func = (size == 4 ?
 u32_swap : generic_swap);

	/* heapify */
	for ( ; i >= 0; i -= size) {
		for (r = i; r * 2 + size < n; r  = c) {
			c = r * 2 + size;
			if (c < n - size &&
					cmp_func(base + c, base + c + size) < 0)
				c += size;
			if (cmp_func(base + r, base + c) >= 0)
				break;
			swap_func(base + r, base + c, size);
		}
	}

	/* sort */
	for (i = n - size; i > 0; i -= size) {
		swap_func(base, base + i, size);
		for (r = 0; r * 2 + size < i; r = c) {
			c = r * 2 + size;
			if (c < i - size &&
					cmp_func(base + c, base + c + size) < 0)
				c += size;
			if (cmp_func(base + r, base + c) >= 0)
				break;
			swap_func(base + r, base + c, size);
		}
	}
}

int cmpint(const void *a, const void *b)
{
	return *(int *)a - *(int *)b;
}

static void u32_swap(void *a, void *b, int size)
{
	u32 t = *(u32 *)a;
	*(u32 *)a = *(u32 *)b;
	*(u32 *)b = t;
}

static void generic_swap(void *a, void *b, int size)
{
	char t;

	do {
		t = *(char *)a;
		*(char *)a++ = *(char *)b;
		*(char *)b++ = t;
	} while (--size > 0);
}

执行结果:

随机产生10个100以内的数，通过排序接口sort排序后得到例如以下结果，验证成功！