c语言qsort函数的模拟详细过程（冒泡排序）

c语言模仿qsort函数构造能够处理各种类型数据的冒泡排序法函数

1、前言

新手第一次尝试写博客，有错还望大佬们指正！轻喷！

众所周知，在c语言学习中，基础的冒泡排序法只能够实现对int型数据的排序，代码如下：

#include<stdio.h>
int main()
{
	int a[10] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
	int i;
	//此循环为循环的趟数
	for (i = 0; i < 9; i++)
	{
		int j;
		//次循环为每趟循环进行交换位置的数据对数
		for (j = 0; j < 9 - i; j++)
		{
			if (a[j] > a[j + 1])
			{
				int temp = a[j];
				a[j] = a[j + 1];
				a[j + 1] = temp;
			}
		}
	}
	for (i = 0; i < 9; i++)
		printf("%d ", a[i]);
	return 0;
}

但是当我们把数组类型改为其他数据类型时，此冒泡排序方法便行不通了。

2、因此需要写一个函数 (命名为My_sort)，来实现各种数据类型的冒泡排序法

首先编写main函数 ,通过test_int函数来进入例子（以int型为例，其他类型数据见后文）

#include<stdio.h>
int main()
{
	test_int();
	return 0;
}

因为test_int ( ) 函数不需要返回值，用void型即可。
这里传给My_sort函数的实参是根据qsort函数的参数类型编写的！

void test_int()
{
	int a[10] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
	int sz = sizeof(a) / sizeof(a[0]);
	My_sort(a, sz, sizeof(a[0]), cmp_int);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", a[i]);
	}
}

接下来是我们的核心函数My_sort，该函数的任务是将数据进行排序，同样不需要返回值，用void。

关于函数的各参数数据类型，分析如下：

void My_sort(void* base, int sz, int width, int (*cmp)(void* e1, void* e2))
{
	int i = 0;
	//排序趟数
	for (i = 0; i < sz - 1; i++)
	{
		int j = 0;
		//每趟排的次数
		for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
		{
			//比较一对数的大小
			if (cmp_int((char*)base+j*width, (char*)base + (j+1) * width) > 0)
			{
				//交换两者位置
				Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width,width);
			}
		}
	}
}

首先需要一个指针*base来接收上一个函数传来的数据首元素的地址
sz是传来的数据中的元素个数
width是传来的数据的每个元素的字节数

void* base, int sz, int width

因为传来的是一个函数，所以这里用函数指针（指向函数的指针）。
因为判断时需要比较数的大小，需要一个返回值，当返回值>0，则需要交换，所以用int型返回。
那么为何函数的形参是void* 呢？
首先这个函数的作用是调换两个元素的值，必须得用指针才能将实参也改变。而因为传来的数据类型是不确定的（前面的数组a[10]虽然是int型，但只是一个例子）。

int (*cmp)(void* e1, void* e2)

接下来很关键！
我们的cmp函数的功能是将两数进行比较，当第一个数大于第二个数时，输出一个大于0的数，也就意味着需要将两个数交换数值。
函数的实参是：

(char*)base+j*width
(char*)base + (j+1) * width)

已知width是数据单个元素的字节数，而众所周知char型数据的大小是1字节。
所以这里将传来的首元素强制转换成char型，并加上j*width个字节。当j=0时，即表示第一个元素，当j=1时，即表示第二个元素，以此类推…
第二个实参同理。

if (cmp_int((char*)base+j*width, (char*)base + (j+1) * width) > 0)
			{
				//交换两者位置
				Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width,width);
			}

接着便要进入cmp函数了！
注意：cmp函数的功能是比较所给某个数据类型的两个数据的大小，若第一个数大，则返回一个大于0的值！
加const保证实参不会被改变。

int cmp_int(const void* e1, const void* e2)
{
	return *(int*)e1 - *(int*)e2;
}

如果cmp_int函数返回了一个大于0的值，则需要将两个数进行交换，便进入Swap函数。
这和平常的swap函数不同，该函数的实参是char型，且传入了一个width（原数组每个元素的字节数），
于是通过以下代码，便可实现两个元素的交换！

void Swap(char* t1, char* t2, int width)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < width; i++)
	{
		char temp;
		temp = *t1;
		*t1 = *t2;
		*t2 = temp;
		t1++;
		t2++;
	}
}

综上：便完成了可以使用冒泡排序法将int型数组排序的函数！

若要将其他类型的数据排序，只需将cmp_int函数改为对应的函数即可：
1、float型数据（double类型同理）

int cmp_float(const void*e1,const void*e2)
{
	if (*(float*)e1 == *(float*)e2)return 0;
	else if (*(float*)e1 > *(float*)e2)return 1;
	else if(*(float*)e1 < *(float*)e2)
	return -1;
}

2、结构体数据

struct stu
{
	char name[20];
	int age;
};

int cmp_stu_by_age(const void* e1, const void* e2)
{
	return ((struct stu*)e1)->age - ((struct stu*)e2)->age;
}

其他类型的数据都按照这个道理修改cmp函数即可完成！