回调函数中 qsort 函数的使用

目录

一.冒泡排序

二.指针类型 void*

三. qsort

1.简介

 2.研究函数参数 

3.怎么用？

(1)排数组，升序

(2)排序结构体

四.用冒泡排序思想，模拟实现 qsort (可排序任意类型数据)

1.函数参数设计

2.在 if (cmp( )>0) 怎么传参？

3.怎么交换？

五.整体代码

一.冒泡排序

对数组进行排序，升序。思想：两两相邻元素比较

void bubble_sort(int arr[], int sz)
{//趟数int i = 0;for (i = 0; i < sz - 1; i++){//一趟冒泡排序的过程int j = 0;for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++){if (arr[j] > arr[j + 1]){int tmp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = tmp;}}}
}int main()
{int arr[] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);bubble_sort(arr, sz);//打印 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9int i = 0;for (i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", arr[i]);}return 0;
}

10个元素9趟，sz 个元素 sz-1 趟。

第一趟10个元素比较9次，第二趟9个元素比较8次 ......

缺点：只能排序整数。因为他的参数已经写死了，只能是整形数组。想排序字符数组、浮点型、结构体......做不到。他的功能非常有限。

二.指针类型 void*

先跳过，看完 三.2.后，回来看。

为什么 qsort 的参数写的 void*(无具体类型的指针) ?

因为：函数设计者，不知道未来你会比较什么类型的数据。

int a = 10;
float f = 5.5f;
int* p = &a;//编译器没报错
p = &f;//编译器报错：从“float *”到“int *” 的类型不兼容void* pp = &f;//不报错
pp = &a;//不报错

可以把 pp 理解为通用的指针。(垃圾桶)谁的地址往进放。

缺点：放进去，不能直接用

float f = 5.5f;
void* pp = &f;
printf("%f", *pp);

void* 类型的指针不能直接解引用。它没有具体类型，自己都不知道自己是啥类型

pp++; 也不行。无具体类型，它也不知道它 + 一步，+ 多远

当你都不知道未来别人给你传谁的地址时，用 void* 类型的指针接收

怎么用？指针类型可以转换

接着看 三.3.

三. qsort

qsort 内部的细节大家先不要关心，回头小编带大家模拟实现

1.简介

是库函数里提供的一个排序函数，底层用的是快速排序。头文件 #include <stdlib.h>

 2.研究函数参数 

一共4个参数：1.待排序数组的起始地址。2.元素个数。3.一个元素的大小(字节)。

4.(函数指针)。int (*compar)(const void* e1, const void* e2)

先分析，对上面的 bubble_sort 函数部分进行改造。希望函数可以排整型、浮点型、结构体......(任意类型数据)，但还是用冒泡排序的思想，趟数和一趟比较的对数都不用变。

11-15行要变，因为：两个整型可以直接用 > 比较。但两个结构体元素不能用 > 比。

不同数据的比较方法不一样，交换方式不一样

想让他排任意类型的数据，把比较两个元素的方法抽离出来。

比如：程序员A 想排序两个整型，自己提供两个整型的比较方法；想排序结构体，自己提供两个结构体的比较方法。

再把比较的方法传进来，你按照我的方法比较这两个元素就可以。

其实，qsort 就是这么实现的。自己写个比较两个东西函数，把函数的地址传给 qsort ，恰好用(*compar)这个函数指针接收。然后 qsort 里面就按照这个函数指针指向的函数来比较。注意：&函数名      函数名       都是地址

写的函数就被称为回调函数

e1 e2 分别是要比较的两个元素的地址

3.怎么用？

(1)排数组，升序

#include <stdlib.h>
cmp_int()
{ }int main()
{int arr[] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);// 这里是函数cmp_int 的地址int i = 0;for (i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", arr[i]);}return 0;
}

要把 cmp_int 的地址传给 qsort 所需要的(*compar) 函数指针。

cmp_int 的参数、返回类型要与 qsort 的第四个参数的函数指针的参数、返回类型 保持一致

#include <stdlib.h>//实现一个比较整形的函数
int cmp_int(const void* e1, const void* e2)
{ //(int*)e1  把e1当成整型指针了return *(int*)e1 - *(int*)e2;
}int main()
{int arr[] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);// 这里是函数cmp_int 的地址int i = 0;for (i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", arr[i]);}return 0;
}

cmp_int 实现了比较 e1 e2 指向的两个整型。把 cmp_int 的地址传给 qsort

qsort 就知道了，说：你让我 比较 arr 里 sz 个元素，每个元素大小为 sizeof(arr[0])，数组arr里两个元素的比较方法是 cmp_int

想降序：return *(int*)e2 - *(int*)e1;

(2)排序结构体

1.按照学生年龄排序

#include <stdlib.h>struct Stu
{char name[20];int age;
};int cmp_stu_by_age(const void* e1, const void* e2)
{// (struct Stu*)e2 - e2强制转化为结构体类型指针return ((struct Stu*)e1)->age - ((struct Stu*)e2)->age;
}int main()
{struct Stu s[3] = { {"zhangsan",20}, {"lisi", 50}, {"wangwu", 33} };int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_stu_by_age);return 0;
}

2.按照学生名字排序

#include <stdlib.h>
#include <string.h>
struct Stu
{char name[20];int age;
};int cmp_stu_by_name(const void* e1, const void* e2)
{return strcmp(((struct Stu*)e1)->name, ((struct Stu*)e2)->name);
}int main()
{struct Stu s[3] = { {"zhangsan",20}, {"lisi", 50}, {"wangwu", 33} };int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_stu_by_name);return 0;
}

四.用冒泡排序思想，模拟实现 qsort (可排序任意类型数据)

1.函数参数设计

参数1：为了能够接受任意类型地址，用 void*  。  参数2：元素个数

为什么 qsort 要传元素大小？

void* 无具体类型，只知道待排序数组元素个数，不知道一个元素占几个字节

参数3：宽度    参数4：提出比较方法

类型最好给 size_t ，个数、宽度永远是正数

//实现一个比较整型的函数
int cmp_int(const void* e1, const void* e2)
{return *(int*)e1 - *(int*)e2;
}void bubble_sort(void* base, size_t sz, size_t width, int (*cmp)(const void* e1, const void* e2))
{//趟数int i = 0;for (i = 0; i < sz - 1; i++){//一趟冒泡排序的过程int j = 0;for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++){if (cmp() > 0){//交换}//if (arr[j] > arr[j + 1])//{//	int tmp = arr[j];//	arr[j] = arr[j + 1];//	arr[j + 1] = tmp;//}}}
}void test3()
{int arr[] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);int i = 0;for (i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", arr[i]);}
}int main()
{test3();return 0;
}

2.在 if (cmp( )>0) 怎么传参？

相邻两元素比较，传过来要是两元素的地址。比如，传9 8地址。怎么算呢？

现在不知道里面放的什么类型的元素，没法直接用下标来搞。只能通过偏移量来算。

8的地址是 base + 几。但 base 是 void* ，不能直接加。

强制类型转换。转换成什么类型？

int ？ 不行，写死了。

怎么办？9的宽度是 width，从9偏移 width 个字节来到8。怎么来到8呢？

宽度 width 的单位是字节，如果把它转换成 char* 的指针，char* 的指针+width=跳过width个字节

if(cmp((char*)base, (char*)base + width) > 0) //只是第一对元素if(cmp((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width) > 0)
{//交换
}

if 里面是分别对应下标为 j   j+1 元素的地址，分别传给 e1   e2 指针

cmp是比较函数，e1   e2  是它比较的两个元素

我们已经把待比较的两个元素的地址传给 e1   e2 。cmp 就通过这样一个指针找到它所指向的比较函数。如果比较函数返回值 >0 就交换

3.怎么交换？

 给一个Swap 函数，把(char*)base + j * width , (char*)base + (j + 1) * width) 两个指针指向的元素交换。

交换这两个元素的宽度是多大呢？注意：我不知道我交换的两个元素多大。把 width 传过去

比较的时候都不知道比较谁，交换时也肯定不知道交换的是什么类型的数据，所以通过类型是没办法

if (cmp((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width) > 0)
{//交换Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);
}

但是注意，当我要交换两个结构体的时候。我们没办法创建出10字节的临时空间，但是可以创建一个字节的空间。

交换每一对字节，这两个元素整体也就交换了

//已经强制转换为char*，这里也不端着了，就写成char* 的指针
void Swap(char* buf1, char* buf2, int width)
{int i = 0;for (i = 0; i < width; i++){char tmp = *buf1;*buf1 = *buf2;*buf2 = tmp;buf1++;buf2++;}
}

五.整体代码

#include <stdio.h>
#include <string.h>struct Stu
{char name[20];int age;
};int cmp_stu_by_age(const void* e1, const void* e2)
{return ((struct Stu*)e1)->age - ((struct Stu*)e2)->age;
}int cmp_stu_by_name(const void* e1, const void* e2)
{return strcmp(((struct Stu*)e1)->name, ((struct Stu*)e2)->name);
}//实现一个比较整型的函数
int cmp_int(const void* e1, const void* e2)
{return *(int*)e1 - *(int*)e2;
}//已经强制转换为char*，这里也不端着了，就写成char* 的指针
void Swap(char* buf1, char* buf2, int width)
{int i = 0;for (i = 0; i < width; i++){char tmp = *buf1;*buf1 = *buf2;*buf2 = tmp;buf1++;buf2++;}
}void bubble_sort(void* base, size_t sz, size_t width, int (*cmp)(const void* e1, const void* e2))
{//趟数size_t i = 0;for (i = 0; i < sz - 1; i++){//一趟冒泡排序的过程size_t j = 0;for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++){if (cmp((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width) > 0){//交换Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);}}}
}//使用我们自己写的bubble_sort函数排序整型数组
void test3()
{int arr[] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);int i = 0;for (i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", arr[i]);}
}//使用我们自己写的bubble_sort函数排序结构体数组
void test4()
{struct Stu s[3] = { {"zhangsan",20}, {"lisi", 50}, {"wangwu", 33} };int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);bubble_sort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_stu_by_age);bubble_sort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_stu_by_name);
}int main()
{test3();test4();return 0;
}

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