Programming Pearls 中的 qsort 函数出错？

Posted 2023-02-18

【中文标题】Programming Pearls 中的 qsort 函数出错？

【英文标题】：Error in qsort function in Programming Pearls?

【发布时间】：2010-11-07 12:13:51

【问题描述】：

只是我还是Programming Pearls 中的这段代码是错误的（quicksort 需要 2 个 const void，不是吗？）如果是这样，我的解决方案对吗？抱歉，刚刚学习...

int wordncmp(char *p, char* q)
   int n = k;
    for ( ; *p == *q; p++, q++)
        if (*p == 0 && --n == 0)
            return 0;
    return *p - *q;


int sortcmp(char **p, char **q)
   return wordncmp(*p, *q);

...

qsort(word, nword, sizeof(word[0]), sortcmp);

这是一个解决方案吗？

int sortcmp(const void *p, const void *q)
   return wordncmp(* (char * const *) p, * (char * const *) q);

【参考方案1】：

第一个代码示例可能适用于几乎任何编译器和 CPU；但是，如果您严格遵守 C 标准，这在技术上是未定义的行为。

正如你所说，qsort() 的最后一个参数是一个指向函数的指针，该函数采用两个 const void* 类型的参数。 sortcmp 采用不同的参数。你的编译器应该给你一个关于不兼容类型签名或其他东西的警告。在任何情况下，都是从一种类型的函数到另一种类型的函数执行转换。

C 标准规定您可以将函数指针转换为具有不同类型的其他函数指针，但您不能取消引用和调用转换后的函数指针。但是，如果您将函数指针重新转换回其原始类型，则调用具有已定义行为的函数 - 它会调用原始函数。

由于您从int (*)(char**, char**) 转换为int (*)(const void*, const void*)，然后最终qsort() 调用了您的比较器函数而不将其转换回int (*)(char**, char**)，这是未定义的行为。

但是，由于几乎在所有架构上，char ** 和 const void* 的表示方式都相同，因此函数调用几乎总是有效。

如果您想获得已定义的行为，您必须确保您的比较器函数具有正确的类型签名，然后您可以将参数转换为正确的类型。您的解决方案是完全正确的，并且没有违反那里的 C 标准。 const-correctness 做得很好——很多人不明白 char * const * 的确切含义。

您还应该让wordncmp() 接受const char* 的参数，因为您没有修改参数。

旁注：从技术上讲，您也不能将函数指针转换为数据指针（例如void*），反之亦然。该标准允许函数指针和数据指针具有不同的大小。即使它在您的计算机上运行，​​也不能保证始终运行。

【讨论】：

该标准实际上不能保证char * 和void * 具有相同的表示吗？我同意使用错误的函数指针类型进行调用仍然是 UB，但我不认为参数的表示是问题所在。相反，问题在于病态实现可以使用不同的调用约定来传递void * 与char *，例如每种类型都有一组单独的参数寄存器。

@R.：是的，标准保证 char* 和 void* 具有相同的表示和对齐要求（C99 §6.2.5/27），但 char** 和 void*不一定兼容。

【参考方案2】：

你是对的，sortcmp 的签名与qsort 的预期不匹配。你的更正是对的。 wordcmp 也应该设为 const-正确，因为从技术上讲，您在此过程中会失去一些 const-ness。

int wordncmp(const char *p, const char* q)