【C语言】_使用冒泡排序模拟实现qsort函数
目录
1. 排序函数的参数
2. 排序函数函数体
2.1 比较元素的表示
2.2 交换函数Swap的实现
2.3 排序函数bubble_sort的实现
3. 测试整型数据排序
3.1 整型数据比较函数cmp_int的实现
3.2 整型数据排序后输出函数print_int的实现
3.3 整型数据测试函数test_int的实现
3.4 完整程序及运行结果
4. 测试结构体型数据排序
4.1 创建结构体型数据
4.2 结构体型数据比较函数cmp_stu_byxxxx的实现
4.3 结构体型数据排序后输出函数print_stu的实现
4.4 结构体型数据测试函数test_stu的实现
4.5 完整程序及运行结果
qsort采用快排实现,现使用冒泡进行模拟实现;
关于排序,冒泡排序实现文章参考如下:
【C语言】_冒泡排序及其优化思路-CSDN博客
https://blog.csdn.net/m0_63299495/article/details/145014576
关于qsort函数,具体使用方法文章参考如下:
【C语言】_qsort函数-CSDN博客
https://blog.csdn.net/m0_63299495/article/details/145076745
1. 排序函数的参数
void bubble_sort(void* base, // 参数1:泛型指针接收待排序数组基址size_t sz, // 参数2:正数变量接收待排数据个数size_t width, // 参数3:正数变量接收单个待排数据大小int(*cmp)(const void* p1,const void* p2)
// 参数4:函数指针变量接收待排数据大小比较函数地址、
{ }
注:理解函数指针的重要作用,正是由于函数指针cmp的实现,才实现了多种类型元素的比较;
2. 排序函数函数体
2.1 比较元素的表示
1、对于冒泡排序,比较原则为相邻元素进行比较。
对于原排整型数据的冒泡排序,可使用>=<对 arr[ j ]与arr[ j+1 ]直接进行判断;
但为实现各种类型数据的排序,则需重新编写元素比较函数cmp;
2、关于相邻元素的表示,当前待排序数组基址为base,待排序元素大小为width,
对于第 j 个与第 j+1 个元素,可将base强转为char*类型后偏移对应倍数的数据元素大小width,
即表示为:(char*)base + j × width 与 (char*)base + (j+1) × width;
cmp((char*)base+j*width,(char*)base+(j+1)*width)
2.2 交换函数Swap的实现
1、对于原排整型数据的冒泡排序,可创建整型临时变量tmp对arr[ j ]与arr[ j+1 ]进行交换;
但对于多种类型数据,编写时临时变量不能确定为某一具体类型,
单独封装交换函数Swap以实现交换功能;
2、关于Swap函数的参数类型,由于已强转为char*类型,故其参数类型直接写为char*类型即可;
3、对于Swap函数,仅有待交换元素的起始指针并不能完成交换,还需提供待交换元素大小;
void Swap(char* buf1, char* buf2,size_t width)
{ }
4、由于元素大小未知,可令待交换元素逐字节进行交换,交换元素大小width次:
void Swap(char* buf1, char* buf2,size_t width) {for (int i = 0; i < width; i++) {char* tmp = *buf1;*buf1 = *buf2;*buf2 = tmp;buf1++;buf2++;}
}
2.3 排序函数bubble_sort的实现
void bubble_sort(void* base, // 参数1:泛型指针接收待排序数组基址size_t sz, // 参数2:正数变量接收待排数据个数size_t width, // 参数3:正数变量接收单个待排数据大小int(*cmp)(const void* p1,const void* p2)) { // 参数4:函数指针变量接收待排数据大小比较函数地址// 确定趟数: // 对于sz个数,需排sz-1趟int i = 0;for (int i = 0; i < sz - 1; i++) {// 1趟排序内:// 假设该序列已经有序:int flag = 1;int j = 0;// 确定1趟内比较次数:// 对于第i趟,待排序数个数:sz-i个,需比较的数的对数:sz-1-i对for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++) {// 比较相邻两个数据/元素:if (cmp((char*)base+j*width,(char*)base+(j+1)*width)>0) {// 交换两个元素Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);// 进入循环体发生交换<=>序列非有序,将标志重置为0:flag = 0;}}// 本趟未交换,则表示序列已经有序,终止后续趟数if (flag == 1) {break;}}
}
3. 测试整型数据排序
3.1 整型数据比较函数cmp_int的实现
int cmp_int(const void* p1, const void* p2) {return *(int*)p1 - *(int*)p2;
}
3.2 整型数据排序后输出函数print_int的实现
void print_int(int* arr, int sz) {for (int i = 0; i < sz; i++) {printf("%d ", *(arr + i));}
}
3.3 整型数据测试函数test_int的实现
void test_int() {int arr[] = { 9,7,5,3,1,8,6,4,2,0 };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);bubble_sort(arr,sz,sizeof(arr[0]),cmp_int);print_int(arr, sz);
}
3.4 完整程序及运行结果
#include<stdio.h>
int cmp_int(const void* p1, const void* p2) {return *(int*)p1 - *(int*)p2;
}
void Swap(char* buf1, char* buf2,size_t width) {for (int i = 0; i < width; i++) {char* tmp = *buf1;*buf1 = *buf2;*buf2 = tmp;buf1++;buf2++;}
}
void bubble_sort(void* base, // 参数1:泛型指针接收待排序数组基址size_t sz, // 参数2:正数变量接收待排数据个数size_t width, // 参数3:正数变量接收单个待排数据大小int(*cmp)(const void* p1,const void* p2)) { // 参数4:函数指针变量接收待排数据大小比较函数地址// 确定趟数: // 对于sz个数,需排sz-1趟int i = 0;for (int i = 0; i < sz - 1; i++) {// 1趟排序内:// 假设该序列已经有序:int flag = 1;int j = 0;// 确定1趟内比较次数:// 对于第i趟,待排序数个数:sz-i个,需比较的数的对数:sz-1-i对for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++) {// 比较相邻两个数据/元素:if (cmp((char*)base+j*width,(char*)base+(j+1)*width)>0) {// 交换两个元素Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);// 进入循环体发生交换<=>序列非有序,将标志重置为0:flag = 0;}}// 本趟未交换,则表示序列已经有序,终止后续趟数if (flag == 1) {break;}}
}
void print_int(int* arr, int sz) {for (int i = 0; i < sz; i++) {printf("%d ", *(arr + i));}
}
void test_int() {int arr[] = { 9,7,5,3,1,8,6,4,2,0 };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);bubble_sort(arr,sz,sizeof(arr[0]),cmp_int);print_int(arr, sz);
}
int main() {test_int();return 0;
}
运行结果如下:

4. 测试结构体型数据排序
4.1 创建结构体型数据
typedef struct Stu {char name[20];int age;
}Stu;
4.2 结构体型数据比较函数cmp_stu_byxxxx的实现
由于结构体有多个成员变量,分别编写对应排序函数:
int cmp_stu_byname(const void* p1, const void* p2) {strcmp(((Stu*)p1)->name, ((Stu*)p2)->name);//strcmp( (*((Stu*)p1)).name, (*((Stu*)p1)).name );
}
int cmp_stu_byage(const void* p1, const void* p2) {return ((Stu*)p1)->age - ((Stu*)p2)->age;/*return (*((Stu*)p1)).age - (*((Stu*)p1)).age;*/
}
4.3 结构体型数据排序后输出函数print_stu的实现
void print_stu(Stu* arr, int sz) {for (int i = 0; i < sz; i++) {printf("name:%s, age:%d\n", arr[i].name, arr[i].age);}
}
4.4 结构体型数据测试函数test_stu的实现
void test_stu() {struct Stu arr[3] = { {"zhangsan",20},{"lisi",19},{"wangwu",21} };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);printf("sorted by name:\n");bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_stu_byname);print_stu(arr, sz);printf("\n");printf("sorted by age:\n");bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_stu_byage);print_stu(arr, sz);
}
4.5 完整程序及运行结果
#include<stdio.h>
#include<string.h>
typedef struct Stu {char name[20];int age;
}Stu;
int cmp_stu_byname(const void* p1, const void* p2) {strcmp(((Stu*)p1)->name, ((Stu*)p2)->name);//strcmp( (*((Stu*)p1)).name, (*((Stu*)p1)).name );
}
int cmp_stu_byage(const void* p1, const void* p2) {return ((Stu*)p1)->age - ((Stu*)p2)->age;/*return (*((Stu*)p1)).age - (*((Stu*)p1)).age;*/
}
void print_stu(Stu* arr, int sz) {for (int i = 0; i < sz; i++) {printf("name:%s, age:%d\n", arr[i].name, arr[i].age);}
}
void test_stu() {struct Stu arr[3] = { {"zhangsan",20},{"lisi",19},{"wangwu",21} };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);printf("sorted by name:\n");bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_stu_byname);print_stu(arr, sz);printf("\n");printf("sorted by age:\n");bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_stu_byage);print_stu(arr, sz);
}
void bubble_sort(void* base, // 参数1:泛型指针接收待排序数组基址size_t sz, // 参数2:正数变量接收待排数据个数size_t width, // 参数3:正数变量接收单个待排数据大小int(*cmp)(const void* p1,const void* p2)) { // 参数4:函数指针变量接收待排数据大小比较函数地址// 确定趟数: // 对于sz个数,需排sz-1趟int i = 0;for (int i = 0; i < sz - 1; i++) {// 1趟排序内:// 假设该序列已经有序:int flag = 1;int j = 0;// 确定1趟内比较次数:// 对于第i趟,待排序数个数:sz-i个,需比较的数的对数:sz-1-i对for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++) {// 比较相邻两个数据/元素:if (cmp((char*)base+j*width,(char*)base+(j+1)*width)>0) {// 交换两个元素Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);// 进入循环体发生交换<=>序列非有序,将标志重置为0:flag = 0;}}// 本趟未交换,则表示序列已经有序,终止后续趟数if (flag == 1) {break;}}
}
int main() {test_stu();return 0;
}
运行结果如下:

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