qsort 函數的使用——對普通數組、指針數組、二維數組中的元素進行排序

在ANSI C中，qsort函數的原型是

#include <stdlib.h>

void qsort(void *base, size_t nmemb, size_t size, int (*compar) (const void *, const void *));

解釋：qsort函數對含有nmemb個元素的數組進行排序，而base指針指向數組的第一個元素。這個數組的元素個數由size指定。

compar函數對qsort的比較操作進行定義，所以可以定制數字的比較，字符串的比較，甚至結構體的比較，等等。compar的寫法見下面幾個例子。

 

一、使用qsort函數對普通數組進行排序。

代碼如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int compare(const void *arg1, const void *arg2);

int 
main(int argc, char** argv)
{
    int i;
    
    int arr[5] = { 13, 17, 2, 7, 71 };
    
    qsort(arr, sizeof(arr)/sizeof(arr[0]), sizeof(int), compare);
    
    for (i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}


int compare(const void *arg1, const void *arg2) {
    int a = *(int*)arg1;
    int b = *(int*)arg2;
    if (a > b) {
        return 1;
    }
    else if (a < b) {
        return -1;
    }
    else {
        return 0;
    }
}

講一下參數compar的定義，由於qsort要求傳入一個函數指針，所以這個函數的名字我們可以自己設置，就跟其他形參的名字一樣，一般用cmp或者compare。

qsort函數把我們傳入的arr當做指向數組第一個元素的指針，所以相應地，在代碼第22行，形參表中的arg1和arg2，就是指向數組某個元素的指針。

在第23行和第24行，我們將void*轉換為int*，並且將指針解引用之后的值賦予a和b，進行比較。

如果a>b返回1，a<b返回-1，就意味着我們進行元素的升序排序，將元素從小到大進行排序。

 

二、使用qsort函數對指針數組進行排序。

代碼如下：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int compare(const void *arg1, const void *arg2);

int 
main(int argc, char** argv)
{
    int i;
    
    char *arr[5] = { "i", "love", "c", "programming", "language" };
    
    qsort(arr, sizeof(arr)/sizeof(arr[0]), sizeof(char *), compare);
    
    for (i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%s ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
    /* getchar(); */
}

int compare(const void *arg1, const void *arg2) {
    char *a = *(char**)arg1;
    char *b = *(char**)arg2;
    int result = strcmp(a, b);
    if (result > 0) {
        return 1;
    }
    else if (result < 0) {
        return -1;
    }
    else {
        return 0;
    }
}

 

與平常我們所用的數組相比，指針數組有些難理解，其實第12行的arr數組，它就是存放着5個指針，第1個元素存放指向常量字符串"i"的地址，第2個元素存放指向常量字符串"love"的地址，依此類推。

那么我們向qsort傳入arr之后，qsort將arr理解為指向數組中第一個元素的指針，所以第23行形參表中，arg1和arg2其實是指向“指向常量字符串的指針”的指針，是char**。而我們需要傳給strcmp這個字符串比較函數的，是“指向字符串的指針”，是char*，所以我們將void*轉換為char**，然后解引用，得到char*，賦予a和b。接下來使用strcmp對a和b進行比較。

 

三、使用qsort函數對指針數組進行排序。

代碼如下：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int compare(const void *arg1, const void *arg2);

int 
main(int argc, char** argv)
{
    int i;
    
    char arr[5][16] = { "i", "love", "c", "programming", "language" };
    
    qsort(arr, sizeof(arr)/sizeof(arr[0]), sizeof(arr[0]), compare);
    printf("%s\n", arr[0]);
    for (i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%s ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
    /* getchar(); */
}

int compare(const void *arg1, const void *arg2) {
    char *a = (char*)arg1;
    char *b = (char*)arg2;
    int result = strcmp(a, b);
    if (result > 0) {
        return 1;
    }
    else if (result < 0) {
        return -1;
    }
    else {
        return 0;
    }
}

 

二維數組比較常見，但是在qsort函數中要對這個數組中的元素進行排序，理解起來稍微有些難度。不過一步一步分析，思路也就自然了。

這里對二維數組進行排序，其實是對二維數組的第二維中存放的字符串進行排序。所以在第14行對qsort函數的調用中，第二個參數是待排元素的個數（5個），第三個參數是待排元素的大小（16）。

我們將arr傳入qsort函數，qsort函數將arr理解為指向數組第一個元素的指針，arr的第一個元素是arr[0][0]，所以參數arg1和arg2指的是指向"a[i][0]"的指針，我們知道，a[i][0]是字符，就是char，所以arg1和arg2指的是char *。我們將void*轉換為char*，賦予a和b，調用strcmp函數對a和b進行比較。

 

就是這樣。