qsort()函数详解

一写在开头
1.1 本节内容
学习C语言中的qsort()函数。

二 qsort()
2.1 函数原型

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

函数功能：qsort()函数的功能是对数组进行排序，数组有nmemb个元素，每个元素大小为size。

参数base - base指向数组的起始地址，通常该位置传入的是一个数组名
参数nmemb - nmemb表示该数组的元素个数
参数size - size表示该数组中每个元素的大小（字节数）
参数(*compar)(const void *, const void *) - 此为指向比较函数的函数指针，决定了排序的顺序。

函数返回值：无

注意：如果两个元素的值是相同的，那么它们的前后顺序是不确定的。也就是说qsort()是一个不稳定的排序算法。

2.2 compar参数
compar参数指向一个比较两个元素的函数。比较函数的原型应该像下面这样。注意两个形参必须是const void *型，同时在调用compar 函数（compar实质为函数指针，这里称它所指向的函数也为compar）时，传入的实参也必须转换成const void *型。在compar函数内部会将const void *型转换成实际类型，见下文。

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

如果compar返回值小于0（< 0），那么p1所指向元素会被排在p2所指向元素的前面
如果compar返回值等于0（= 0），那么p1所指向元素与p2所指向元素的顺序不确定
如果compar返回值大于0（> 0），那么p1所指向元素会被排在p2所指向元素的后面
因此，如果想让qsort()进行从小到大（升序）排序，那么一个通用的compar函数可以写成这样：

1 int compareMyType (const void * a, const void * b)
2 {
3   if ( *(MyType*)a <  *(MyType*)b ) return -1;
4   if ( *(MyType*)a == *(MyType*)b ) return 0;
5   if ( *(MyType*)a >  *(MyType*)b ) return 1;
6 }

注意：你要将MyType换成实际数组元素的类型。

2.3 一个使用qsort()函数的小例子

 1 /* qsort example */
 2 #include <stdio.h>      /* printf */
 3 #include <stdlib.h>     /* qsort */
 4 
 5 int values[] = { 40, 10, 100, 90, 20, 25 };
 6 
 7 int compare (const void * a, const void * b)
 8 {
 9   return ( *(int*)a - *(int*)b );
10 }
11 
12 int main ()
13 {
14   int n;
15   qsort (values, 6, sizeof(int), compare);
16   for (n=0; n<6; n++)
17      printf ("%d ",values[n]);
18   return 0;
19 }

分析一下compar函数。如果a小于b，则返回值为负数（< 0），也即a会排在b的前面。同理，若a大于b，则a会排在b的后面。所以，这里的qsort()为从小到大即升序排序。因此，运行结果为：10 20 25 40 90 100

2.4 修改compar()，使qsort()为降序排序
很简单，只要将上面compare()中的

return ( *(int*)a - *(int*)b );

改为：

return ( *(int*)b - *(int*)a );

即可，想想为什么可以。

2.5 改写

可以将上面的小例子改写如下：

/* qsort example */
#include <stdio.h>      /* printf */
#include <stdlib.h>     /* qsort */

int values[] = {40, 10, 100, 90, 20, 25};
const unsigned long VALUES_LEN = sizeof(values) / sizeof(values[0]);
const unsigned long VALUES_ITEM_SIZE = sizeof(values[0]);

int compare(const void * a, const void * b)
{
    return (*(int *)a - *(int *)b);
}

int main()
{
    int i;

    qsort(values, VALUES_LEN, VALUES_ITEM_SIZE, compare);
    for (i = 0; i < VALUES_LEN; i++)
    {
        printf("%d ", values[i]);
    }
    putchar('
');

    return 0;
}

改写的目的是尝试增强程序的健壮性，但我不知道这种方法的好坏，还请各位大神多多指教如何将代码写好。

三参考资料
1. qsort - C++ Reference
2. man qsort