C语言-qsort的使用

1. qsort()函数简介

qsort（）函数是C语言库函数中的一种排序函数，排序方法为快速排序（quick sort） 。
其特点是可以排序任意类型的数组元素。

1.1 函数原型

void qsort(void* base, size_t num, size_t size, int (*comparator)(const void* elem1, const void* elem2));
需引用头文件：<stdlib.h>或<search.h>

1.2 函数参数 

qsort（）函数需要四个参数
1. void* base:  需排序数组首元素
2. size_t num: 数组元素个数
3. size_t size: 一个数组元素大小（byte）
4. int (*comparator) (const void* elem1 , const void* elem2):  是一个函数指针，其指向的是一个比较函数的地址，该函数有两个void* 的参数，其返回类型为int 。

 void* 类型指针：可以接收任意类型的地址，但不能进行解引用操作和不能对其进行加减整数的操作。

2. 比较函数简介

2. 1 比较函数参数 

比较函数为自定义函数：其两个参数为void*类型指针的elem1和elem2 ，返回参数为整形int
参数类型为void*原因：不清楚需比较元素的类型是什么，所以通过void*类型指针的特点（可以接收任意类型的地址）来接收。const修饰其两个比较参数不可被更改。

 返回值有三种情况：

  < 0 : elem1 小于 elem2

 = 0 : elem1 等于 elem2

 > 0 : elem1 大于 elem2

2.2 比较函数使用

如需使用比较函数而void*类型指针不能解引用操作和加减整数操作我们只需对两个元素进行强制类型转换为我们想比较元素的类型指针，再进行解引用获取两个元素的值，最后进行两个元素的差值返回。

整型数组

int comp_int(const void* elem1, const void* elem2)
{
    return *(int*)elem1 - *(int*)elem2;
}

字符数组

int comp_char(const void* elem1, const void* elem2)
{
    return *(char*)elem1 - *(char*)elem2;//字符计算是计算ASCLL值
}

浮点型数组

int comp_double(const void* elem1, const void* elem2)
{
    return (int)(*(double*)elem1 - *(double*)elem2);
//浮点型差值为浮点型，而返回值需要为int型，避免报错将差值强制类型转换为int型
}

字符串

按首字母排序

int comp_char(const void* elem1, const void* elem2)
{
    return *(char*)elem1 - *(char*)elem2;//字符计算是计算ASCLL值
}

按字符串长度排序

int comp_string(const void* elem1, const void* elem2)
{
    if (strlen(*(char*)elem1) > strlen(*(char*)elem2))
    {
        return 1;
    }
    else if (strlen(*(char*)elem1) < strlen(*(char*)elem2))
    {
        return -1;
    }
    else
    {
        return 0;
    }
}

按正常排序

int comp_string(const void* elem1, const void* elem2)
{
    return strcmp(*(char*)elem1, *(char*)elem2);//strcmp比较两个字符串大小
}

结构体

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

对学生姓名排序

int comp_string(const void* elem1, const void* elem2)
{
    return strcmp(((str*)elem1)->name, ((str*)elem2)->name);
}

对学生成绩排序

int comp_string(const void* elem1, const void* elem2)
{
    return strcmp(((str*)elem1)->grade, ((str*)elem2)->grade);
}

3. qsort()函数使用 

3.1 整形数组排序

int cmp_int(const void* elem1, const void* elem2)
{
    return *(int*)elem1 - *(int*)elem2;
}
int main()
{
    int arr[] = { 2,4,6,8,10,1,3,5,9,7 };
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    int i = 0;
    qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);
    for (i = 0; i < sz; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    return 0;
}

 3.2 字符数组排序

int cmp_char(const void* elem1, const void* elem2)
{
    return *(char*)elem1 - *(char*)elem2;
}
int main()
{
    char ch[] = {'b','c','a','e','f','d','g'};
    int sz = sizeof(ch) / sizeof(ch[0]);
    int i = 0;
    qsort(ch, sz, sizeof(ch[0]), cmp_char);
    for (i = 0; i < sz; i++)
    {
        printf("%c ", ch[i]);
    }
    return 0;
}

3.3 浮点型数组排序（double类型为例）

int cmp_double(const void* elem1, const void* elem2)
{
    return (int)(*(double*)elem1 - *(double*)elem2);
}
int main()
{
    double arr[] = {2.5,1.0,3.5,4.5,2.0};
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    int i = 0;
    qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_double);
    for (i = 0; i < sz; i++)
    {
        printf("%f ", arr[i]);
    }
    return 0;
}

3.4 字符串数组排序 

按字符串首字母排序

int cmp_string(const void* elem1, const void* elem2)
{
    return *(char*)elem1 - *(char*)elem2;
}
int main()
{
    char ch[5][10] = { "black","cat","apple","face","dog" };
    int sz = sizeof(ch) / sizeof(ch[0]);
    int i = 0;
    qsort(ch, sz, sizeof(ch[0]), cmp_string);
    for (i = 0; i < sz; i++)
    {
        printf("%s ", ch[i]);
    }
    return 0;
}

 按正常排序

int cmp_string(const void* elem1, const void* elem2)
{
    return strcmp((char*)elem1,(char*)elem2);
}
int main()
{
    char ch[5][10] = { "aaa","a","aaaaa","aa","aaaa" };
    int sz = sizeof(ch) / sizeof(ch[0]);
    int i = 0;
    qsort(ch, sz, sizeof(ch[0]), cmp_string);
    for (i = 0; i < sz; i++)
    {
        printf("%s ", ch[i]);
    }
    return 0;
}

3.5 结构体 

typedef struct Stu
{
    char name[20];
    int age;
}Stu;

int cmp_str(const void* elem1, const void* elem2)
{
    return strcmp(((Stu*)elem1)->name, ((Stu*)elem2)->name);
}
 
int main()
{
    Stu s[] = { {"张三",18},{"李四",19},{"王五",20} };
    int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
    int i = 0;
    qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_str);
    for (i = 0; i < sz; i++)
    {
        printf("%s %d\n", s[i].name, s[i].age);
    }
    return 0;
}