C语言常用库函数：快速排序qsort与查找bsearch

目录

• 一、快速排序：qsort
  • 1、一维数组排序
  • 2、二维数组排序
  • 3、字符串数组排序
  • 4、结构体数组排序
• 二、查找：bsearch

一、快速排序：qsort

参考：https://blog.csdn.net/z944733142/article/details/80292613?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2~default~BlogCommendFromMachineLearnPai2~default-2.control&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2~default~BlogCommendFromMachineLearnPai2~default-2.control

头文件：stdlib.h
函数原型：void qsort(void *base, size_t nitems, size_t size, int (*compar)(const void *, const void*))
参数说明：

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，通常为sizeof(base[0])。
compar -- 用来比较两个元素的函数，需要自己定义，可以实现复杂的比较逻辑；
          compar函数的返回值，<0(不进行置换)，>0(进行置换)，0(不进行置换)。

比较函数说明：

函数原型： int compar(const void *a, const void *b);
如果*a应该排在*b前面，则compar返回负整值；
如果*a与*b排序不分，则compar返回0；
如果*a应该排在*b后面，则compar返回正整值。

无返回值

1、一维数组排序

// 比较函数：升序

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

// double 类型

int inc (const void * a, const void * b)
{
	return *(double *)a > *(double *)b ? 1 : -1;
}

完成例子：

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

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

int main()
{
   int n;
   int values[] = { 88, 56, 100, 2, 25 };

   printf("before qsort:
");
   for( n = 0 ; n < 5; n++ ) {
      printf("%d ", values[n]);
   }

   qsort(values, 5, sizeof(int), cmpfunc);

   printf("
after qsort:
");
   for( n = 0 ; n < 5; n++ ) {
      printf("%d ", values[n]);
   }

  return(0);
}

2、二维数组排序

// 比较函数

// 对于malloc申请内存的二维数组

int cmp1(const void *a,const void *b)
{
    int *ap = *(int **)a;       
    int *bp = *(int **)b;

    if(ap[0] == bp[0])
        return ap[1] - bp[1];
    else
        return ap[0] - bp[0];
}

// 对于变量定义的二维数组

int cmp(const void *a, const void *b)
{
    return ((int *)a)[0] - ((int *)b)[0];
}

// 可以将二维数组转换成结构体数组

struct node
{
	int x,y;
} a[1000];

int cmp(const void *a,const void *b)    //要转化为结构体类型
{
	struct node *c = (node*)a;
	struct node *d = (node*)b;
	return c->y - d->y;
}

3、字符串数组排序

// 字符串数组比较函数

int compare(const void *arg1, const void *arg2) {
     char *a = (char*)arg1;
     char *b = (char*)arg2;
     int result = strcmp(a, b);
     if (result > 0) {
         return 1;
     }
     else if (result < 0) {
         return -1;
     }
     else {
         return 0;
     }
 }

// 字符串指针数组比较函数

int compare(const void *arg1, const void *arg2) {
     char *a = *(char**)arg1;
     char *b = *(char**)arg2;
     int result = strcmp(a, b);
     if (result > 0) {
         return 1;
     }
     else if (result < 0) {
         return -1;
     }
     else {
         return 0;
     }
 }

// 完整例子

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

int strCmp(const void *a, const void *b)
{
	return strcmp((char * )a, (char *)b);
}

int main ()
{
	char array[10][8] = {
		"rbsc",
		"jcsse",
		"afgdsd",
		"arbs",
		"abs",
		"cbfefaa",
		"cgafg" ,
		"ewqrta",
		"ofgd",
		"mbcv312",
	};
	qsort(array, 10, sizeof(array[0]), strCmp);
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%s
", array[i]);
	}
    return 0;
 } 

测试结果：

4、结构体数组排序

// 完整例子：包括结构体耳机排序

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

#define NUM 5
struct Student{
    unsigned ID;
    char szName[20];
    float fGPA;
};
struct Student MyClass[NUM]={
    {1234,"Tom",3.78},
    {1345,"Sam",2.12},
    {1795,"Bob",4.77},
    {1456,"Echo",1.34},
    {1178,"Amy",3.04},
};
 
int IDCompare(const void * elem1,const void * elem2)
{
    return ((struct Student *)elem1)->ID - ((struct Student *)elem2)->ID;
}

int NameCompare(const void * elem1, const void * elem2)
{
    return ((struct Student *)elem1)->szName - ((struct Student *)elem2)->szName;
}

int fGpaCompare(const void * elem1, const void * elem2)
{
    // double类型判断
    return (((struct Student *)elem1)->fGPA < ((struct Student *)elem2)->fGPA)  ? -1 : 1;
}

int idFGpaCompare(const void * elem1, const void * elem2)
{
    // double类型判断
    if (((struct Student *)elem1)->ID != ((struct Student *)elem2)->ID) {
        return ((struct Student *)elem1)->ID - ((struct Student *)elem2)->ID;
    } else {
        return (((struct Student *)elem1)->fGPA < ((struct Student *)elem2)->fGPA)  ? -1 : 1;
    }

}

int main()
{
    qsort(MyClass, NUM, sizeof(MyClass[0]), IDCompare);
    for(int i=0;i<NUM;i++) {
        printf("IDCompare: id[%d], name[%s], fpga[%f]
", MyClass[i].ID, MyClass[i].szName, MyClass[i].fGPA);
    }
    printf("
");

    qsort(MyClass, NUM, sizeof(MyClass[0]), NameCompare);
    for(int i=0;i<NUM;i++) {
        printf("NameCompare: id[%d], name[%s], fpga[%f]
", MyClass[i].ID, MyClass[i].szName, MyClass[i].fGPA);
    }
    printf("
");

    qsort(MyClass, NUM, sizeof(MyClass[0]), fGpaCompare);
    for(int i=0;i<NUM;i++) {
        printf("fGpaCompare: id[%d], name[%s], fpga[%f]
", MyClass[i].ID, MyClass[i].szName, MyClass[i].fGPA);
    }
    printf("
");

    qsort(MyClass, NUM, sizeof(MyClass[0]), idFGpaCompare);
    for(int i=0;i<NUM;i++) {
        printf("idfGpaCompare: id[%d], name[%s], fpga[%f]
", MyClass[i].ID, MyClass[i].szName, MyClass[i].fGPA);
    }

    return 0;
}

测试结果：

二、查找：bsearch

头文件：stdlib.h
函数原型：void *bsearch(const void *key, const void *base, size_t nitems, size_t size, int (*compar)(const void *, const void *))
参数说明：

key -- 指向要查找的元素的指针，类型转换为 void*;
base -- 指向进行查找的数组的第一个对象的指针，类型转换为 void*;
nitems -- base 所指向的数组中元素的个数, sizeof(base)/sizeof(base[0]);
size -- 数组中每个元素的大小，以字节为单位;
compar -- 用来比较两个元素的函数, compar 函数提供给用户的接口，对所需的内容进行比较。compar会返回一个值，表示比较的结果，如果返回0，bsearch函数立即返回，并且返回在base中找到的位置信息，如果到最后都没有找到，则返回null。

返回值：如果查找成功，该函数返回一个指向数组中匹配元素的指针，否则返回空指针。
注意: 数据必须是经过预先排序的，而排序的规则要和comp所指向比较子函数的规则相同。

// 完整示例

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

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

int main()
{
   int *item;
   int key = 32;
   int values[] = { 5, 20, 29, 32, 63 };
 
   /* 使用 bsearch() 在数组中查找值 32 */
   item = (int*) bsearch (&key, values, 5, sizeof (int), cmpfunc);
   if (item != NULL) {
      printf("Found item = %d
", *item);
   } else {
      printf("Item = %d could not be found
", *item);
   }
   
   return(0);
}

// 测试结果