C语言之——快速排序qsort库函数的讲解

qsort函数C语言编译器函数库自带的排序函数，也叫快速排序函数。之前我写过一篇关于冒泡排序的代码讲解，大家感兴趣的话可以先看一看我对于冒泡排序的讲解。

相比较于冒泡排序，快速排序可以用更加快捷的速度去排列升降序，它的时间复杂度只有O(N*logN)，冒泡排序的代码只能排列整型的数据，时间复杂度为O(n^2)，比前者更高。（这么说吧，若是小明要从北京到上海，有两种方法，一种是坐火车(冒泡排序）去，一种是坐飞机（快速排序）去，由此可见其效率的不同。

而快速排序函数qsort函数可以排列任何类型的数据，例如浮点型，字符型，结构体中可以按年龄大小排列，可以按名字首字母排列........

1. qsort 的函数声明是：

void qsort(void*base,size_t num,size_t width,int(__cdecl*compare)(const void*,const void*));

2.参数共4个

base-- 指向要排序的数组的第一个元素的指针。
nitems-- 由 base 指向的数组中元素的个数。
size-- 数组中每个元素的大小，以字节为单位。
compare-- 用来比较两个元素的大小的一个函数，是函数指针（回调函数）

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，就说这是回调函数。

对于第四个参数，函数指针指向的compare函数，其参数有两个，分别是两个元素的地址p1与p2：

设p1接收&arr[0]， p2接收&arr[1]：

若*(void*)p1 > *(void*)p2,则返回大于0的值；

若*(void*)p1 = *(void*)p2,则返回等于0的值；

若*(void*)p1 < *(void*)p2,则返回小于0的值；

在函数指针中，void*表示空类型的指针（泛型指针），可以接收来自任何类型的元素地址，这就是快速排序函数可以排列多类型的核心要素。

3.函数实践

接下来让我们欣赏一下快速排序的实验案例吧！

//qsort函数——快速排序# include<stdio.h>
#include<stdlib.h>int cmp_t(const void* p1, const void* p2) {return(*(int*)p1 - *(int*)p2);}
int main() {int arr[] = { 1,7,6,4,5,9,3,2,0,8 };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]),  cmp_t);int i = 0;for (i = 0; i < sz; i++) {printf("%d ", arr[i]);}return 0;
}

注：在函数cmp_t中，p1-p2完成的是升列排序，p2-p1完成降列排序。你可以根据想要的顺序进行两指针位置的调换。

qsort传递的是指针，对于指针的比较，我们必须要将指针强制转化为相应的数据类型，比如排列浮点型数据，就将两指针强转为 (float*)；排列字符型数据，就将两指针强转为( char*)；排列结构体型数据就强转为( struct 结构体名称*)......

四.qsort函数对于其他类型的排序

1.qsort对于结构体数组的排序

#include<stdlib.h>
#include<string.h>
struct Stu {char name[15];int age;
};int cmp_t1(const void* p1, const void* p2) {//对姓名的排序return strcmp(((struct Stu*)p1)->name, ((struct Stu*)p2)->name);
}void test1() {struct Stu s[3] = { {"zhangsan",23},{"lisi",19},{"wangwu",30} };int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);//qsort(s, sz, sizeof(struct Stu), cmp_t1);——对姓名的排序//打印数组
int i = 0;for (i = 0; i < sz; i++) {printf("%s ", s[i].name);printf("%d \n", s[i].age);}
}int main() {test1();return 0;
}

在上面的结构体成员变量中有姓名和年龄，我们可以选择姓名的首字母来进行对结构体数组的排序。姓名是字符串数据，那么我们便要使用字符串函数strcmp函数进行比较，还完美解决了回调函数返回值的问题

strcmp函数实现方法是对两组字符串中相应位置的比较，例如"abcdef"和" abcrgitho" 这两个字符串，从两字符串的首字符一对一对的比较，串1的a与串2的a比较，比较大小相同，再向后进行比较，直到在两字符串的第四位置，串1是d,串2是r，字符r的ASCII码值大于字符c，所以字符串2大，*e1- *e2，所以字符串2会排序到靠后的位置。

#include<stdlib.h>struct Stu {char name[15];int age;
};int cmp_t2(const void* p1, const void* p2) {//对年龄的排序return ((struct Stu*)p1)->age- ((struct Stu*)p2)->age;
}void test1() {struct Stu s[3] = { {"zhangsan",23},{"lisi",19},{"wangwu",30} };int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);qsort(s, sz, sizeof(struct Stu), cmp_t2);//——对年龄的排序int i = 0;for (i = 0; i < sz; i++) {printf("%s ", s[i].name);printf("%d \n", s[i].age);}
}
int main() {test1();return 0;
}

2.qsort对浮点型数组的排序

//qsort对浮点型数据的排序int cmp_t(const void* p1, const void* p2) {return ((int)(*(float*)p1 - *(float*)p2));//float型指针相减的结果为float,需要强制转换为Int
}
int main() {float arr[] = { 9.0,8.0,7.0,6.0,5.0,4.0,3.0,2.0,1.0 };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_t);int i = 0;for (i = 0; i < sz; i++) {printf("%2f ", arr[i]);}return 0;

好了，对qsort函数的讲解就到这里，再次总结一下：qsort可以实现对任意类型数据的排序，功能强大，且需要掌握对四个参数的用法，尤其是第四个——函数指针，回调函数的使用。