C中的qsort函数和C++中的sort函数的理解与使用

一、qsort()函数

原型：_CRTIMP void __cdecl qsort (void*, size_t, size_t,int (*)(const void*, const void*));

参数解释：1、待排序数组首地址；2、数组中待排序元素数量；3、各元素的占用空间的大小；4、指向函数的指针，用于确定排序的顺序。

说明：qsort函数是ANSI C标准中提供的，其声明在stdlib.h文件中，是根据二分法写的，时间复杂度为O(n*logn)。

qsort要求提供比较函数用来确定排序的顺序（升序、降序），比较函数使得qsort通用性更好，可以对数组、字符串、结构体数进行排序。如int cmp(const void *a, const void *b)中有两个元素作为参数（参数的格式不能变的。）返回一个int值，如果比较函数返回大于0，qsort就认为a > b，返回小于0,qsort就认为a < b。

1、qsort中几种常见的cmp函数

1.1、对int类型数组排序

int num[100];
int cmp(const void *a, const void *b)
{
    return *(int *)a - *(int *)b;
}

qsort(num, 100, sizeof(int), cmp);

1.2、对char类型数组排序

char num[100];
int cmp(const void *a, const void *b)
{
    return *(char *)a - *(char *)b;
}

qsort(num, 100, sizeof(char), cmp);

1.3、对double类型数组排序

double num[100];
int cmp(const void *a, const void *b)
{
    return *(double *)a > *(double *)b;
}

qsort(num, 100, sizeof(double), cmp);

1.4、对结构体数组一级排序

struct In
{
    double data;
    int other;
}s[100]
//按照data的值从小到大将结构体排序,关于结构体内的排序关键数据data的类型可以很多种，参考上面的例子写 
int cmp( const void *a ,const void *b)
{
    return (*(In *)a)->data > (*(In *)b)->data ? 1 : -1;
}

qsort(s,100,sizeof(In),cmp); 

1.5、对结构体数组二级排序

struct In
{
    int x;
    int y;
}s[100];
//按照x从小到大排序，当x相等时按照y从大到小排序 
int cmp( const void *a , const void *b )
{
    struct In *c = (In *)a;
    struct In *d = (In *)b;
    if(c->x != d->x) 
        return c->x - d->x;
    else
        return d->y - c->y;
}

qsort(s,100,sizeof(In),cmp);       

1.6、对字符串进行排序

struct In

{
    int data;
    char str[100];
}s[100];
//按照结构体中字符串str的字典顺序排序 
int cmp ( const void *a , const void *b )
{
    return strcmp( (*(In *)a)->str , (*(In *)b)->str );
}
qsort(s,100,sizeof(In),cmp); 

1.7、计算几何中求凸包的cmp

int cmp(const void *a,const void *b) //重点cmp函数，把除了1点外的所有点，旋转角度排序 
{
    struct point *c=(point *)a;
    struct point *d=(point *)b;
    if( calc(*c,*d,p[1]) < 0) 
　　　　return 1;
    else if( !calc(*c,*d,p[1]) && dis(c->x,c->y,p[1].x,p[1].y) < dis(d->x,d->y,p[1].x,p[1].y)) //如果在一条直线上，则把远的放在前面 
    　　return 1;
    else 
　　　　return -1;
}

2、拓展知识点

one、为啥子使用qsort函数要指定排序元素的大小？

ans：这是个脑残的问题，给个脑残的答案吧。因为qsort需要根据元素的大小来进行排序。

two、 所使用的比较函式接受的是 const void* 类型？

ans：因为考虑到qsort的通用性，这样可以对数组，结构体数组等类型进行排序了。

二、sort()函数

函数名	功能描述
sort	对给定区间所有元素进行排序
stable_sort	对给定区间所有元素进行稳定排序
partial_sort	对给定区间所有元素部分排序
partial_sort_copy	对给定区间复制并排序
nth_element	找出给定区间的某个位置对应的元素
is_sorted	判断一个区间是否已经排好序
partition	使得符合某个条件的元素放在前面
stable_partition	相对稳定的使得符合某个条件的元素放在前面

要使用上述函数必须加上头文件algorithm。

1、sort(begin,end)

小例子

#include<algorithm>

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
     int a[20]={2,4,1,23,5,76,0,43,24,65},i;
     for(i=0;i<20;i++)
          cout<<a[i]<<endl;
     sort(a,a+20);
     for(i=0;i<20;i++)
         cout<<a[i]<<endl;
     return 0;
}    

输出结果是把数组a按升序排序，也就是sort函数的排序默认是升序的。

如何使用sort函数降序排序，ok！就像qsort中一样，我们需要自定义一个比较函数cmp(返回值为bool类型)。

2、重载的sort函数-带比较函数的sort(begin,end,cmp)

定义比较函数的方法

2.1、常用方法

下面的比较函数可以实现降序排序：

bool cmp(int a,int b)
{
    return a>b;      
}

2.2、使用枚举类型enum来定义升序或者降序排序。

//ASC升序，DESC降序
enum Cmp{ASC,DESC};

2.3 定义一个比较类，来描述排序的顺序。

class compare
{
      private:
            Cmp comp;
      public:
            compare(Cmp c):comp(c) {};
      bool operator () (int num1,int num2) 
         {
            switch(comp)
              {
                 case ASC:
                        return num1<num2;
                 case DESC:
                        return num1>num2;
              }
          }
};

测试一下：

int main()
{
     int a[20]={2,4,1,23,5,76,0,43,24,65},i;
     for(i=0;i<20;i++)
         cout<<a[i]<<endl;
     sort(a,a+20,compare(DESC));
     for(i=0;i<20;i++)
         cout<<a[i]<<endl;
     return 0;
}

了解一下即可，因为比较麻烦，根据实际情况使用。

2.4、使用functional头文件中的比较对象。

functional提供了一堆基于模板的比较函数对象。equal_to<Type>、not_equal_to<Type>、greater<Type>、greater_equal<Type>、less<Type>、less_equal<Type>。对于这些比较对象，我们可以望文生义就知道它们的意思了。

for example:

sort(begin,end,less<data-type>();//升序

sort(begin,end,greater<data-type>();//降序

接着上面的例子，使用一下比较对象

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
      int a[20]={2,4,1,23,5,76,0,43,24,65},i;
      for(i=0;i<20;i++)
          cout<<a[i]<<endl;
      sort(a,a+20,greater<int>());
      for(i=0;i<20;i++)
          cout<<a[i]<<endl;
      return 0;
}

三、qsort函数和sort函数的PK。

1、cmp函数不同

返回值类型不同，qsort函数的cmp返回值类型为int,sort函数的cmp返回值为bool。

参数不同，sort函数的cmp可以直接是参与比较的引用类型，而qsort是严格的空指针类型。

比较表达式不同，qsort中的cmp使用的是“-”号，而sort中的cmp使用的是“>”。

2、性能的区别

sort函数是c++中标准模板库的的函数，在qsort()上已经进行了优化，根据情况的不同可以采用不同的算法，所以较快。在同样的元素较多和同样的比较条件下，sort()的执行速度都比qsort()要快。另外，sort()是类属函数，可以用于比较任何容器，任何元素，任何条件。