qsort()函數詳解

參考：

https://www.cnblogs.com/laizhenghong2012/p/8442270.html

https://www.cnblogs.com/eniac12/p/4769229.html

https://www.cnblogs.com/tsingke/p/5347672.html

 

 

 

排序方法有很多種：選擇排序，冒泡排序，歸並排序，快速排序等。快速排序是目前公認的一種比較好的排序算法。因為他速度很快，所以系統也在庫里實現了這個算法，便於我們的使用。 這就是qsort函數(全稱quicksort)。它是ANSI C標准中提供的，其聲明在stdlib.h文件中，是根據二分法寫的，其時間復雜度為n*log(n)

功能： 使用快速排序例程進行排序
頭文件：stdlib.h

函數原型： void qsort(void*  base,size_t  num,size_t  width,int(__cdecl*compare)(const void*,const void*)); 

參數說明：

base：待排序數組，排序之后的結果仍放在這個數組中
num： 數組中待排序元素數量
width： 各元素的占用空間大小（單位為字節）
compare： 指向函數的指針，用於確定排序的順序（需要用戶自定義一個子函數）

函數返回值：無
注意：如果兩個元素的值是相同的，那么它們的前后順序是不確定的。也就是說qsort()是一個不穩定的排序算法。

 compar參數詳細規則

 compar參數是一個函數指針，指向一個比較兩個元素的函數。比較函數的原型應該像下面這樣。注意兩個形參必須是const void *型。另外，因為qsort( )內部在調用compar 函數（compar實質為函數指針，這里稱它所指向的函數也為compar）時，傳入的實參也已經轉換成const void *型，所以在compar函數內部必須將const void *型轉換成待排序數組的實際類型，見下文。

int cmp(const void *p1, const void *p2);

如果cmp返回值小於0（< 0），那么p1所指向元素會被排在p2所指向元素的前面
如果cmp返回值等於0（= 0），那么p1所指向元素與p2所指向元素的順序不確定
如果cmp返回值大於0（> 0），那么p1所指向元素會被排在p2所指向元素的后面

 所以，實現cmp函數時，謹記：
如果滿足某個條件時，p1元素應在p2元素前面，那么此時返回負數，比如-1；
如果滿足某個條件時，p1元素應在p2元素后面，那么此時返回正數，比如1；
如果滿足某個條件時，p1元素和p2元素順序不影響，那么返回0.（這個時候一般是表示p1==p2）

使用qsort()函數的例子

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
#include<string.h> 
typedef struct
{
    int No;
    int yuWen,shuXue,yingYu,zongFen;
}stu;
typedef struct
{
    int x,y;
}point;

//----------隨機數相關子函數-----------------------------
int getRandomInt(int a,int b)//返回[a,b]之間一個隨機整數
{   return (rand() % (b-a+1))+ a;   }
double getRandomDouble()//返回0~1之間隨機浮點數 
{   return rand()/double(RAND_MAX); }
char getUpChar()//返回隨機大寫字母
{   return ((char)(rand()%26+'A')); } 
char getDownChar()//返回隨機小寫字母
{   return ((char)(rand()%26+'a')); } 
void InitRandom()
{  srand((unsigned)time(0)); }
//-------------------------------------------------------


int cmp1(const void *a,const void *b)//int數組從小到大排序
{   return *(int*)a -*(int*)b; }
int cmp2(const void *a,const void *b)//int數組從大到小排序
{   return *(int*)b -*(int*)a; }

/*在對浮點或者double型的數據比較時一定要用三目運算符，
因為要是使用像整型那樣相減的話，如果是兩個很接近的數， 
則可能返回一個很小的小數（大於-1，小於1），而cmp的返
回值是int型，因此會將這個小數返回0，系統認為是相等，
失去了本來存在的大小關系 */ 
int cmp3(const void *a,const void *b)//double數組從小到大排序 
{
    //return *(double*)a -*(double*)b;//這種寫法比較危險。因為無法直接判定兩個浮點數相等。 
    return *(double *)a > *(double *)b ? 1 : -1; 
}

int cmp4(const void *a,const void *b)//char數組從小到大排序
{   return *(char*)a -*(char*)b; }

int cmp5(const void *a,const void *b)//對字符串數組排序
{    
    char *x=(char*)a;
    char *y=(char*)b;
    return strcmp(x,y);
}

int cmp6(const void *a,const void *b)//對stu結構體類型數組排序
{//優先按總分從大到小，總分相等則按學號從小到大 
    stu x=*(stu*)a;
    stu y=*(stu*)b;
    if(x.zongFen<y.zongFen)return 1;
    else if(x.zongFen>y.zongFen) return -1;
    else
    {
        if(x.No<y.No)return -1;//返回負數-1表示參數一應該排在參數二前面 
        else if(x.No>y.No) return 1;//返回正數1表示參數一應該排在參數二后面 
        else return 0;//返回0表示參數一和參數二相等，最終排序結果中，兩者的順序不確定。 
    }
}
int cmp7(const void *a,const void *b)//對point結構體類型數組元素排序 
{    //優先按x從小到大排序，當x相等則按y從大到小排序。 
    point *p1=(point*)a;
    point *p2=(point*)b;
    if(p1->x < p2->x) return -1;//返回負數-1表示參數一應該排在參數二前面
    else if(p1->x > p2->x)return 1;//返回正數1表示參數一應該排在參數二后面
    else
    {
        if(p1->y > p2->y)return -1;
        else if(p1->y < p2->y)return 1;
        else return 0;//返回0表示參數一和參數二相等，最終排序結果中，兩者的順序不確定。
    }
}

int main()
{ 
    int IntArr[15],IntArr2[15],IntArr3[15],i,n=15;
    double dArr[15];
    char cArr[15];
    char strArr[100][100];//每行一個字符串
    stu stuArr[50];//每個元素表示一個學生的數據
    point pArr[50];//每個元素表示一個整數點的數據（x,y） 
    InitRandom();
    //-------------------------------------------------------
    for(i=0;i<n;i++)//生成隨機整數數組 
    {
        IntArr3[i]=IntArr2[i]=IntArr[i]=getRandomInt(1,1000);
        printf("%d ",IntArr[i]);
    }
    printf("\n");
    //-------------------------------------------------------
    qsort(IntArr,n,sizeof(IntArr[0]),cmp1);//int[]從小到大排序 
    for(i=0;i<n;i++)
        printf("%d ",IntArr[i]);
    printf("\n");
    //-------------------------------------------------------
    qsort(IntArr2,n,sizeof(IntArr2[0]),cmp2);//int[]從大到小排序
    for(i=0;i<n;i++)
        printf("%d ",IntArr2[i]);
    printf("\n");
    //-------------------------------------------------------
    qsort(IntArr3+1,n-1,sizeof(IntArr3[1]),cmp2);//int[]從大到小排序,第0號元素不參與排序 
    for(i=0;i<n;i++)
        printf("%d ",IntArr3[i]);
    printf("\n\n\n");
    
    
    
    //-------------------------------------------------------
    n=10;
    for(i=0;i<n;i++)//生成隨機浮點數數組 
    {
        dArr[i]=getRandomDouble()*1000;
        printf("%.2lf ",dArr[i]);
    }
    printf("\n");
    //-------------------------------------------------------
    qsort(dArr,n,sizeof(dArr[0]),cmp3);//double[]從小到大排序
    for(i=0;i<n;i++)
        printf("%.2lf ",dArr[i]);
    printf("\n\n\n");
    //-------------------------------------------------------
    
    
    
    
    //-------------------------------------------------------
    n=15;
    for(i=0;i<n;i++)//生成隨機字符數組 
    {
        cArr[i]=getUpChar();
        printf("%c ",cArr[i]);
    }
    printf("\n");
    //-------------------------------------------------------
    qsort(cArr,n,sizeof(cArr[0]),cmp4);//char[]從小到大排序
    for(i=0;i<n;i++)
        printf("%c ",cArr[i]);
    printf("\n\n\n");
    //-------------------------------------------------------
    
    
    
    
    //-------------------------------------------------------
    n=10;
    for(i=0;i<n;i++)//生成隨機字符串數組 
    {
        int len=getRandomInt(5,15);
        for(int j=0;j<len;j++)
            strArr[i][j]=getDownChar();
        strArr[i][len]='\0';
        printf("%s\n",strArr[i]);
    }
    printf("\n");    
    //-------------------------------------------------------
    qsort(strArr,n,sizeof(strArr[0]),cmp5);//字符串數組從小到大排序 
    for(i=0;i<n;i++)
        printf("%s\n",strArr[i]);
    printf("\n\n\n");
    //-------------------------------------------------------
    
    
    
    //-------------------------------------------------------
    n=10;
    for(i=0;i<n;i++)//生成stu結構體類型的隨機數據
    {
        stuArr[i].No=1000+i;
        stuArr[i].yuWen=getRandomInt(90,150);
        stuArr[i].shuXue=getRandomInt(90,150);
        stuArr[i].yingYu=getRandomInt(90,150);
        stuArr[i].zongFen=stuArr[i].yuWen+stuArr[i].shuXue+stuArr[i].yingYu;
        printf("%d %3d %3d %3d %3d\n",stuArr[i].No,stuArr[i].yuWen,stuArr[i].shuXue,stuArr[i].yingYu,stuArr[i].zongFen);
    }
    printf("\n");
    //-------------------------------------------------------
    qsort(stuArr,n,sizeof(stuArr[0]),cmp6);//對stu類型數組排序 
    for(i=0;i<n;i++)
        printf("%d %3d %3d %3d %3d\n",stuArr[i].No,stuArr[i].yuWen,stuArr[i].shuXue,stuArr[i].yingYu,stuArr[i].zongFen);
    printf("\n\n\n");
    //-------------------------------------------------------
    
    
    
    //-------------------------------------------------------
    n=10;
    for(i=0;i<n;i++)//生成point結構體類型的隨機數據 
    {
        pArr[i].x=getRandomInt(80,100);
        pArr[i].y=getRandomInt(1,100);
        printf("%2d %2d\n",pArr[i].x,pArr[i].y);
    }
    printf("\n");
    //-------------------------------------------------------
    qsort(pArr,n,sizeof(pArr[0]),cmp7);//對point類型數組排序 
    for(i=0;i<n;i++)
        printf("%2d %2d\n",pArr[i].x,pArr[i].y);
    printf("\n\n\n");
    
    
    
    
    return 0;
}