LeetCode做题笔记（1）——二维数组及qsort的compar函数写法详解

本篇文章是在做LeetCode 题目#524时总结的，主要弥补了二维数组、多个字符串的存储方法、qsort的使用三方面的知识。

#524. 通过删除字母匹配到字典里最长单词

 

题目类型

双指针

做题总结

1. 关于二维数组的用法

• 二维数组的概念：二维数组和一维数组差不多，只是其数组元素为一维数组，其实a[0]、a[1]...就是一维数组的首地址。要想理解好二维数组的概念，需要理解二维数组的内存模型，以int a[4][3]为例，

  [___|___|___][___|___|___][___|___|___][___|___|___]
  ^            ^            ^            ^               
  a           a+1           a+2          a+3          int **
  a[0]        a[1]          a[2]         a[3]         int *
  a[0][0]     a[1][0]       a[2][0]      a[3][0]      int
  下标与指针的关系和一维数组相同：            
  a[1] = *(a+1)  a[2] = *(a+2) ...                           
  a[1][1] = *(a[1]+1)  a[1][2] = *(a[1]+2) ...         

• 注意，a[0]和数组元素a[0][0]的地址在数值上是相同的，但二者不是相同的地址（指针）类型
• 二维数组的数组名：在int a[3][4]中，数组名a是指向第一个一维数组的指针，(a+1)指向第二个...而a[0] = *(a+0) = *a为第一个一维数组的数组名，a[1] = *(a+1)为第二个一维数组的数组名...
• 如何声明一个指向整形数组的指针？：int (*p)[4]，这里必须指明你要指向的数组的元素数量，这样p在运算时才能够进行正确的偏移，如p++会将地址增加4*sizeof(int)。可以使用指向数组的指针来对二维数组进行操作，如

  int a[3][4];
  int (*p)[4] = a;
  p++;
  ...

  如果想要一个指针来逐个访问二维数组中的元素，那么可以这样声明：int *p = &a[0][0]或int *p = a[0]
• 以多维数组作为函数参数时，对应函数形参怎么声明？：作为函数参数的多维数组名的传递方式和一维数组相同——实际传递的是一个指向数组第一个元素的指针。首先看一维数组的数组名作为函数参数的情况：

  int a[10];
  ...
  func1( a );

  这里func1的函数原型可以是以下2种中的任何一种：

  void func1( int *vec );
  void func1( int vec[] );

  再看二维数组的情况：

  int b[4][10]
  ...
  func2( b );

  这里func2的函数原型可做如下声明：

  void func2( int (*mat)[10] );
  void func2( int mat[][10] );

  注意以下声明是错误的：void func2( int **mat );。虽然二维数组名属于指向指针的指针，但其指向的是一维数组的指针（首地址），这里包含了一维数组的性质——元素个数，而int **mat;指向的是整形变量的指针（地址）。如果把二维数组名b传递给函数void func2( int **mat )，则在进行mat的运算操作时会产生问题：mat++只能将地址偏移sizeof(int)，这相当于mat指向数组b[4][1]，如果是void func2( int (*mat)[10] );，则mat++会将地址偏移10*sizeof(int)。
• 如何存储一组字符串？：有2种方法，一种是用指针数组，声明及初始化如下：

  char *ps[] = { "just", "do", "it" };

  或

  char *ps[3] = { "just", "do", "it" };

  使用这种方法，数组元素为各个字符串的指针，占用空间大小为3*sizeof(char *)
  另一种方法是用二维数组，声明及初始化如下：

  char s[3][10] = { "just", "do", "it" };

  使用这种方法，字符串的内容全部存储在二维数组中，占用空间大小为3*10*sizeof(char)，这种方法占用空间较多，尤其是字符串长短差异很大时，会有很多空间浪费产生。
• sizeof(数组名)的值是多少？：数组名虽然是一个指针，但sizeof(数组名)并不是一个指针所占用的字节，而是整个数组占用的字节数。例如：

  char s[10][10];
  int i = sizeof( s );

  i的值为100，而不是32（由具体的指针位数决定）

2. 关于qsort中cmp函数的定义
qsort用于对数组元素进行排序，函数原型为void qsort (void* base, size_t num, size_t size, int (*compar)(const void*,const void*));其中compar为比较函数，qsort函数会把要比较的2个数组元素的指针传递给它，并根据其返回值进行排序。由于传递到compar函数的为元素指针，因此其内部实现一般有如下形式：

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

即首先要把void *类型的指针转换回数组元素的指针类型，然后再进行比较，如整形数组的排序：

int compar( const void *a, const void *b )
{
    return ( *(int*)a - *(int*)b );  //从小到大排序
}
int a[4] = { 3, 1, 4, 5 };
qsort( a, 4, sizeof(int), compar );

又如字符串数组的比较：

int compar( const void *a, const void *b )
{
    //注意，由于比较的是二维数组的元素，因此qsort传递给
    //compar的是数组元素的指针，也就是各一维数组的指针，
    //其类型和二维数组名相同，为指向字符数组的指针，其
    //声明方式为：char (*p)[5]，因此类型转换为(char (*)[5])，
    //由于strcmp需要的是字符串的指针，因此需要解引用。
    //强制转换后a的类型为指向字符数组的指针，因此解引用
    //后类型为字符数组的数组名（首地址），也是字符串指针
    //，于是就可以给strcmp使用了。
    return strcmp( *(char (*)[5])a, *(char (*)[5])b );
}
char a[3][5] = { "go", "to", "do" };
qsort( a, 3, 5*sizeof(char), compar );

又如字符指针（字符串的字面值）数组的排序：

int compar( const void *a, const void *b )
{
    //由于数组元素为字符指针类型，传递给
    //compar的是字符指针的指针（地址），
    //因此应先转换回类型char **
    return strcmp( *(char **)a, *(char **)b );
}
char *a[3] = { "go", "to", "do" };
qsort( a, 3, sizeof(char *), compar );