第六节——从深层剖析qsort的使用(让你不再害怕指针)

egoist祈

发布于 2025-01-23 13:19:40

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1.什么是回调函数

回调函数就是⼀个通过函数指针调用的函数。

如果你把函数的指针（地址）作为参数传递给另⼀个函数，当这个指针被用来调用其所指向的函数时，被调用的函数就是回调函数。回调函数不是由该函数的实现⽅直接调用，而是在特定的事件或条件发生时由另外的⼀方调用的，用于对该事件或条件进行响应。

看完后，也许不是很通透，下面用这个代码简单解释下：

回顾上节使用的转移表，我们发现用switch来实现过于冗余，而明白了回调函数的原理后能大大简化代码。

可参考这篇文章：第五节——转移表(让你不再害怕指针)

2.qsort的使用

前言:冒泡排序内容

学完冒泡排序后，我们发现只能排序整形数据，那么要排字符数据，结构数据等等时，又是否能交给冒泡排序解决呢？很明显，冒泡排序并不能完美地比较这些数据。那么，有没有一个函数能够实现这些数据的排序呢？

答案是肯定的，通过使用qsort可以实现任何类型的排序。

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上面两段的含义

qsort排序整形数据

了解完qsort的思想及使用后，便可以使用qsort排序整形数据。

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

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

void print(int arr[], int sz)
{
	int i = 0;
	for (;i < sz;i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
}

void test1()
{
	int arr[10] = { 2,3,5,6,82,4,6,67,10,30 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), com_int);
	print(arr, sz);
}

int main()
{
	test1();
	return 0;
}

思路理解：

先把arr数组的首元素的地址传给qsort函数，
接着告诉qsort函数有多少数据（即sz），
知道个数后，qsort并不知道一次要跳过多少个字节，因此需要告诉告诉qsort这个arr数组一个元素的长度（即字节），
最后按照qsort的使用实现两个函数的比较。在com_int函数中，发明者并不知道客户传过来的是什么类型的数据，因此设为void型指针（可以接受任何类型的数据），最后进行强制类型转换即可。

qsort排序结构体数据

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

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

int cmp_struct(const void* e1, const void* e2)
{
	return (*(struct Stu*)e1).age - (*(struct Stu*)e2).age;
}


void test2()
{
	struct Stu s[3] = { {"zhangsan",15},{"lisi",18},{"wangwu",20} };
	int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
	qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_struct);
}

int main()
{
	test2();
	return 0;
}

qsort排序字符串数据

排序字符串数据时，我们会遇到一个问题：a和b如何进行比较呢？这时要使用strcmp函数(用来比较字符串大小)。

//strcmp和qsort返回值一样
//strcmp(字符串1，字符串2)
//如果字符串1 大于 字符串2，返回>0的数字
//如果字符串1 等于 字符串2，返回0
//如果字符串1 小于 字符串2，返回<0的数字

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

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

int cmp_struct(const void* e1, const void* e2)
{
	return strcmp((*(struct Stu*)e1).name) - strcmp((*(struct Stu*)e2).name);
}


void test2()
{
	struct Stu s[3] = { {"zhangsan",15},{"lisi",18},{"wangwu",20} };
	int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
	qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_struct);
}

int main()
{
	test2();
	return 0;
}

总的来说，qsort可以接收任何类型的数据，并且完成两两数据的大小交换。

3.qsort的模拟实现

那么我们能不能实现一个函数，就像qsort一样能排序任意类型的数据 1.qsort是按照快速排序的思想。 2.在冒泡排序的基础上，改造成能够排序任意类型的数据。

详解冒泡排序原理

qsort的模拟实现

#include<stdio.h>

print(int arr[], int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0;i < sz;i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
}

void Swap(char* buf1, char* buf2, size_t width)
{
	int i = 0;
	for (i = 0;i < width;i++)
	{
		char tmp = *buf1;
		*buf1 = *buf2;
		*buf2 = tmp;
		buf1++;
		buf2++;
	}
}

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

void bubble_sort(void* base, size_t num, size_t width, int (*cmp)(const void* e1, const void* e2))
{
	int i = 0;
	for (i = 0;i < num - 1;i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 0;j < num - 1 - i;j++)
		{
			if (cmp((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width) > 0)
			{
				Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);
			}
		}
	}
}

void test3()
{
	int arr[10] = { 0,1,2,3,4,5,6,8,7,9 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);
	print(arr, sz);
}

int main()
{
	test3();
	return 0;
}

我们来逐层分析这段代码的实现：