【C语言】用冒泡排序的思想模拟实现qsort（）函数

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前言

用冒泡排序的思想模拟实现qsort（）函数

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、冒泡排序的实现

void bubble_sort(int arr[], int sz)
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 0; i < sz - 1; i++)
	{
		for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				int temp = 0;
				temp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = temp;
			}
		}
	}
}

这里我们有一个冒泡排序的实现方法，但是这个冒泡排序只能实现整型数组的排序，那么浮点型数据呢？字符串呢？结构体呢？怎么能用一个统一的方法实现各种类型数据的排序呢？

二、参考qsort修改bubble_sort

1.修改bubble_sort的参数

代码如下（示例）：

void bubble_sort(void* base,int sz, int width, int (*compar)(const void*, const void*))
{
;
}

其中base用来接收排序数组的地址，sz为数组的大小，width为数组内每个元素的大小（单位是字节）， int (compar)(const void, const void)自定义的一个函数，用来比较待排序元素的大小，以便判断交换与否。

2.修改内部代码

代码如下（示例）：

void bubble_sort(void* base, int sz, int width, int (*compar)(const void*, const void*))
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 0; i < sz - 1; i++)
	{
		for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
		{
			if (compare((char*)base + width * j, (char*)base + width * (j + 1)))
			{
				//交换
			}
		}
	}
}

首先我们需要明确，无论是什么类型的数组，交换的趟数和对数是不变的。变的只是我要判断什么时候交换，这就是compare的作用。例如，在冒泡排序中，我们需要比较arr[j]和arr[j+1]的元素才知道要不要交换。我们轻松就可以通过[]下标找到两个元素的地址。但是对于别的类型的数据呢？我又如何找到所谓的arr[j]和arr[j+1]的地址呢？

例如 (char*)base + width * j。
这句代码的意思就是将base强制类型转化为char*，当我知道了每个元素的大小的时候，我就能轻松便宜到自己想要的地方。例如上图的数组。我知道每个int类型的大小是4个字节，base+width就找到了8的位置，base+width（j+1）就找到了7的位置。

当找到了这两个元素的位置后，我们就能使用compare（）函数比较了。通过比较的结果，再判断是否需要交换。

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3.交换的具体实现步骤

在原来的冒牌排序中，我们创建了一个临时变量int temp作为中间变量交换。但是在这里，我们并不知道所要交换变量的具体类型，因此必须得想出一个方法能交换任何类型的变量。

事实上，这里用的是将每个字节储存的内容交换，从而达到整体交换的目的。
例如 8和9在内存中的存储如下

我们只需要将以单个字节为单位进行交换，就能达到整体交换的目的。
因此，交换的代码如下：

void Swap(char* p1, char* p2, int width)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < width; i++)
	{
		char temp = *p1;
		*p1 = *p2;
		*p2 = temp;
		p1++;
		p2++;
	}
}

4.bubble_sort 整体实现

void Swap(char* p1, char* p2, int width)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < width; i++)
	{
		char temp = *p1;
		*p1 = *p2;
		*p2 = temp;
		p1++;
		p2++;
	}
}




void bubble_sort(void* base, int sz, int width, int (*compar)(const void*, const void*))
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 0; i < sz - 1; i++)
	{
		for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
		{
			if (compare((char*)base + width * j, (char*)base + width * (j + 1))>0)
			{
				//交换
				swap((char*)base + width * j, (char*)base + width * (j + 1), width);
			}
		}
	}
}

总结

完整的代码如下所示（以测试整型数组为例）。

void print(int arr[], int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
}
void Swap(char* p1, char* p2, int width)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < width; i++)
	{
		char temp = *p1;
		*p1 = *p2;
		*p2 = temp;
		p1++;
		p2++;
	}
}




void bubble_sort(void* base, int sz, int width, int (*compar)(const void*, const void*))
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 0; i < sz - 1; i++)
	{
		for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
		{
			if (compare((char*)base + width * j, (char*)base + width * (j + 1))>0)
			{
				//交换
				Swap((char*)base + width * j, (char*)base + width * (j + 1), width);
			}
		}
	}
}


int compare(const void* p1, const void* p2)
{
	return *((int*)p1) - (*(int*)p2);
}


int main()
{   



	int arr[10] = { 2,1,3,10,8,7,9,5,4,6 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

	bubble_sort(arr, sz,sizeof(arr[0]), compare);

	print(arr, sz);
	return 0;
}