qsort()函数详解

参考：

https://www.cnblogs.com/laizhenghong2012/p/8442270.html

https://www.cnblogs.com/eniac12/p/4769229.html

https://www.cnblogs.com/tsingke/p/5347672.html

排序方法有很多种：选择排序，冒泡排序，归并排序，快速排序等。快速排序是目前公认的一种比较好的排序算法。因为他速度很快，所以系统也在库里实现了这个算法，便于我们的使用。 这就是qsort函数(全称quicksort)。它是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，其时间复杂度为n*log(n)

功能： 使用快速排序例程进行排序
头文件：stdlib.h

函数原型： void qsort(void*  base,size_t  num,size_t  width,int(__cdecl*compare)(const void*,const void*)); 

参数说明：

base：待排序数组，排序之后的结果仍放在这个数组中
num： 数组中待排序元素数量
width： 各元素的占用空间大小（单位为字节）
compare： 指向函数的指针，用于确定排序的顺序（需要用户自定义一个子函数）

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。

 compar参数详细规则

 compar参数是一个函数指针，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。另外，因为qsort( )内部在调用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，传入的实参也已经转换成const void *型，所以在compar函数内部必须将const void *型转换成待排序数组的实际类型，见下文。

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

如果cmp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cmp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cmp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

 所以，实现cmp函数时，谨记：
如果满足某个条件时，p1元素应在p2元素前面，那么此时返回负数，比如-1；
如果满足某个条件时，p1元素应在p2元素后面，那么此时返回正数，比如1；
如果满足某个条件时，p1元素和p2元素顺序不影响，那么返回0.（这个时候一般是表示p1==p2）

使用qsort()函数的例子

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
#include<string.h> 
typedef struct
{
    int No;
    int yuWen,shuXue,yingYu,zongFen;
}stu;
typedef struct
{
    int x,y;
}point;

//----------随机数相关子函数-----------------------------
int getRandomInt(int a,int b)//返回[a,b]之间一个随机整数
{   return (rand() % (b-a+1))+ a;   }
double getRandomDouble()//返回0~1之间随机浮点数 
{   return rand()/double(RAND_MAX); }
char getUpChar()//返回随机大写字母
{   return ((char)(rand()%26+'A')); } 
char getDownChar()//返回随机小写字母
{   return ((char)(rand()%26+'a')); } 
void InitRandom()
{  srand((unsigned)time(0)); }
//-------------------------------------------------------


int cmp1(const void *a,const void *b)//int数组从小到大排序
{   return *(int*)a -*(int*)b; }
int cmp2(const void *a,const void *b)//int数组从大到小排序
{   return *(int*)b -*(int*)a; }

/*在对浮点或者double型的数据比较时一定要用三目运算符，
因为要是使用像整型那样相减的话，如果是两个很接近的数， 
则可能返回一个很小的小数（大于-1，小于1），而cmp的返
回值是int型，因此会将这个小数返回0，系统认为是相等，
失去了本来存在的大小关系 */ 
int cmp3(const void *a,const void *b)//double数组从小到大排序 
{
    //return *(double*)a -*(double*)b;//这种写法比较危险。因为无法直接判定两个浮点数相等。 
    return *(double *)a > *(double *)b ? 1 : -1; 
}

int cmp4(const void *a,const void *b)//char数组从小到大排序
{   return *(char*)a -*(char*)b; }

int cmp5(const void *a,const void *b)//对字符串数组排序
{    
    char *x=(char*)a;
    char *y=(char*)b;
    return strcmp(x,y);
}

int cmp6(const void *a,const void *b)//对stu结构体类型数组排序
{//优先按总分从大到小，总分相等则按学号从小到大 
    stu x=*(stu*)a;
    stu y=*(stu*)b;
    if(x.zongFen<y.zongFen)return 1;
    else if(x.zongFen>y.zongFen) return -1;
    else
    {
        if(x.No<y.No)return -1;//返回负数-1表示参数一应该排在参数二前面 
        else if(x.No>y.No) return 1;//返回正数1表示参数一应该排在参数二后面 
        else return 0;//返回0表示参数一和参数二相等，最终排序结果中，两者的顺序不确定。 
    }
}
int cmp7(const void *a,const void *b)//对point结构体类型数组元素排序 
{    //优先按x从小到大排序，当x相等则按y从大到小排序。 
    point *p1=(point*)a;
    point *p2=(point*)b;
    if(p1->x < p2->x) return -1;//返回负数-1表示参数一应该排在参数二前面
    else if(p1->x > p2->x)return 1;//返回正数1表示参数一应该排在参数二后面
    else
    {
        if(p1->y > p2->y)return -1;
        else if(p1->y < p2->y)return 1;
        else return 0;//返回0表示参数一和参数二相等，最终排序结果中，两者的顺序不确定。
    }
}

int main()
{ 
    int IntArr[15],IntArr2[15],IntArr3[15],i,n=15;
    double dArr[15];
    char cArr[15];
    char strArr[100][100];//每行一个字符串
    stu stuArr[50];//每个元素表示一个学生的数据
    point pArr[50];//每个元素表示一个整数点的数据（x,y） 
    InitRandom();
    //-------------------------------------------------------
    for(i=0;i<n;i++)//生成随机整数数组 
    {
        IntArr3[i]=IntArr2[i]=IntArr[i]=getRandomInt(1,1000);
        printf("%d ",IntArr[i]);
    }
    printf("
");
    //-------------------------------------------------------
    qsort(IntArr,n,sizeof(IntArr[0]),cmp1);//int[]从小到大排序 
    for(i=0;i<n;i++)
        printf("%d ",IntArr[i]);
    printf("
");
    //-------------------------------------------------------
    qsort(IntArr2,n,sizeof(IntArr2[0]),cmp2);//int[]从大到小排序
    for(i=0;i<n;i++)
        printf("%d ",IntArr2[i]);
    printf("
");
    //-------------------------------------------------------
    qsort(IntArr3+1,n-1,sizeof(IntArr3[1]),cmp2);//int[]从大到小排序,第0号元素不参与排序 
    for(i=0;i<n;i++)
        printf("%d ",IntArr3[i]);
    printf("


");
    
    
    
    //-------------------------------------------------------
    n=10;
    for(i=0;i<n;i++)//生成随机浮点数数组 
    {
        dArr[i]=getRandomDouble()*1000;
        printf("%.2lf ",dArr[i]);
    }
    printf("
");
    //-------------------------------------------------------
    qsort(dArr,n,sizeof(dArr[0]),cmp3);//double[]从小到大排序
    for(i=0;i<n;i++)
        printf("%.2lf ",dArr[i]);
    printf("


");
    //-------------------------------------------------------
    
    
    
    
    //-------------------------------------------------------
    n=15;
    for(i=0;i<n;i++)//生成随机字符数组 
    {
        cArr[i]=getUpChar();
        printf("%c ",cArr[i]);
    }
    printf("
");
    //-------------------------------------------------------
    qsort(cArr,n,sizeof(cArr[0]),cmp4);//char[]从小到大排序
    for(i=0;i<n;i++)
        printf("%c ",cArr[i]);
    printf("


");
    //-------------------------------------------------------
    
    
    
    
    //-------------------------------------------------------
    n=10;
    for(i=0;i<n;i++)//生成随机字符串数组 
    {
        int len=getRandomInt(5,15);
        for(int j=0;j<len;j++)
            strArr[i][j]=getDownChar();
        strArr[i][len]='';
        printf("%s
",strArr[i]);
    }
    printf("
");    
    //-------------------------------------------------------
    qsort(strArr,n,sizeof(strArr[0]),cmp5);//字符串数组从小到大排序 
    for(i=0;i<n;i++)
        printf("%s
",strArr[i]);
    printf("


");
    //-------------------------------------------------------
    
    
    
    //-------------------------------------------------------
    n=10;
    for(i=0;i<n;i++)//生成stu结构体类型的随机数据
    {
        stuArr[i].No=1000+i;
        stuArr[i].yuWen=getRandomInt(90,150);
        stuArr[i].shuXue=getRandomInt(90,150);
        stuArr[i].yingYu=getRandomInt(90,150);
        stuArr[i].zongFen=stuArr[i].yuWen+stuArr[i].shuXue+stuArr[i].yingYu;
        printf("%d %3d %3d %3d %3d
",stuArr[i].No,stuArr[i].yuWen,stuArr[i].shuXue,stuArr[i].yingYu,stuArr[i].zongFen);
    }
    printf("
");
    //-------------------------------------------------------
    qsort(stuArr,n,sizeof(stuArr[0]),cmp6);//对stu类型数组排序 
    for(i=0;i<n;i++)
        printf("%d %3d %3d %3d %3d
",stuArr[i].No,stuArr[i].yuWen,stuArr[i].shuXue,stuArr[i].yingYu,stuArr[i].zongFen);
    printf("


");
    //-------------------------------------------------------
    
    
    
    //-------------------------------------------------------
    n=10;
    for(i=0;i<n;i++)//生成point结构体类型的随机数据 
    {
        pArr[i].x=getRandomInt(80,100);
        pArr[i].y=getRandomInt(1,100);
        printf("%2d %2d
",pArr[i].x,pArr[i].y);
    }
    printf("
");
    //-------------------------------------------------------
    qsort(pArr,n,sizeof(pArr[0]),cmp7);//对point类型数组排序 
    for(i=0;i<n;i++)
        printf("%2d %2d
",pArr[i].x,pArr[i].y);
    printf("


");
    
    
    
    
    return 0;
}