qsort函数使用方法总结（详细全面+代码）

文章目录

1. qsort函数原型
2. compar参数
3. int 数组排序
4. 结构体排序
5. 字符串指针数组排序
6. 字符串二维数组排序
7. qsort函数应用：整型二维数组

1. qsort函数原型

void qsort(void *base,size_t nmemb,size_t size,int (*compar)(const void *, const void *));

头文件:<stdlib.h>

函数功能：qsort()函数的功能是对数组进行排序，数组有nmemb个元素，每个元素大小为size。

参数base : base指向数组的起始地址，通常该位置传入的是一个数组名。

参数nmemb :nmemb表示该数组的元素个数

参数size :size表示该数组中每个元素的大小（字节数）

参数(*compar)(const void *, const void *):此为指向比较函数的函数指针，决定了排序的顺序。

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。

2. compar参数

compar参数是qsort函数排序的核心内容，它指向一个比较两个元素的函数，注意两个形参必须是const void *型，同时在调用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，传入的实参也必须转换成const void *型。在compar函数内部会将const void *型转换成实际类型，见下文。

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

如果compar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compar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compar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

因此，如果想让qsort()进行从小到大（升序）排序，那么一个通用的compar函数可以写成这样：

//方法一int compare (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;}

注意：你要将MyType换成实际数组元素的类型。

或者,如下所示。

//方法二
//升序排序int compare (const void * a, const void * b){return ( *(int*)a - *(int*)b );}
//降序排列int compare (const void * a, const void * b){return ( *(int*)b - *(int*)a );}

如果变量 a 指向一个较小的负整型数，b指向一个较大的正整型数，(*(int*)a - *(int*)b) 表达式会计算出一个正数，这是错误的。

因此，我们不能用减法来比较int的大小，这会产生溢出。取而代之地，我们可以使用大于、小于运算符来比较，如方法一所示。

3. int 数组排序

/* qsort example */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>     int values[] = { 40, 10, 100, 90, 20, 25 };int compare (const void * a, const void * b)
{return ( *(int*)a - *(int*)b );
}int main ()
{int n;qsort (values, sizeof(values)/sizeof(values[0]), sizeof(int), compare);for (n=0; n<sizeof(values)/sizeof(values[0]); n++)printf ("%d ",values[n]);return 0;
}

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4. 结构体排序

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include<stdlib.h>
// void qsort(void* base, size_t num, size_t size, int(*compare)(const void*, const void*))typedef struct
{char name[30];   // 学生姓名int Chinese;    // 语文成绩int Math;        // 数学成绩  int English;     // 英语成绩
}st;
int cmp(const void* a, const void* b)
{st* pa = (st*)a;st* pb = (st*)b;int num1 = pa->Chinese + pa->English + pa->Math;int num2 = pb->Chinese + pb->English + pb->Math;//return (int)num1 - num2;   // 从小到大，return (int)num2 - num1;   //  从大到小
}
int main(void)
{st students[7] = {{"周",97,68,45},{"吴",100,32,88},{"郑",78,88,78},{"王",87,90,89},{"赵",87,77,66},{"钱",59,68,98},{"孙",62,73,89}};qsort(students, 7, sizeof(st), cmp);   // 注意区别 students 与 stfor (int i = 0; i < 7; i++){printf("%s%4d%4d%4d\t", students[i].name, students[i].Chinese, students[i].Math, students[i].English);printf("总分：%d\n", students[i].Chinese + students[i].English + students[i].Math);}system("pause");return 0;
}

5. 字符串指针数组排序

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>int compare(const void *arg1, const void *arg2);int
main(int argc, char** argv)
{int i;char *arr[5] = { "i", "love", "c", "programming", "language" };qsort(arr, sizeof(arr)/sizeof(arr[0]), sizeof(char *), compare);for (i = 0; i < 5; i++) {printf("%s ", arr[i]);}printf("\n");}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;}
}

那么我们向qsort传入arr之后，qsort将arr理解为指向数组中第一个元素的指针，所以形参表中，arg1和arg2其实是指向“指向常量字符串的指针”的指针，是char**。而我们需要传给strcmp这个字符串比较函数的，是“指向字符串的指针”，是char*，所以我们将void*转换为char**，然后解引用，得到char*，赋予a和b。接下来使用strcmp对a和b进行比较。(数组名本身算一层指针，而里面的内容又是一层指针，数组存放的是指向字符串的地址)

6. 字符串二维数组排序

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>int compare(const void *arg1, const void *arg2);int
main(int argc, char** argv)
{int i;char arr[5][16] = { "i", "love", "c", "programming", "language" };qsort(arr, sizeof(arr)/sizeof(arr[0]), sizeof(arr[0]), compare);printf("%s\n", arr[0]);for (i = 0; i < 5; i++) {printf("%s ", arr[i]);}printf("\n");
}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;}
}

这里对二维数组进行排序，其实是对二维数组的第二维中存放的字符串进行排序。所以qsort(arr, sizeof(arr)/sizeof(arr[0]), sizeof(arr[0]), compare);对qsort函数的调用中，第二个参数是待排元素的个数（5个），第三个参数是待排元素的大小（16）。

我们将arr传入qsort函数，qsort函数将arr理解为指向数组第一个元素的指针，arr的第一个元素是arr[0][0]，所以参数arg1和arg2指的是指向"a[i][0]"的指针，我们知道，a[i][0]是字符，就是char，所以arg1和arg2指的是char *。我们将void*转换为char*，赋予a和b，调用strcmp函数对a和b进行比较。

7. qsort函数应用：整型二维数组

最接近原点的 K 个点

我们有一个由平面上的点组成的列表 points。需要从中找出 K 个距离原点 (0, 0) 最近的点。（这里，平面上两点之间的距离是欧几里德距离。）你可以按任何顺序返回答案。除了点坐标的顺序之外，答案确保是唯一的。

示例 1：

输入：points = [[1,3],[-2,2]], K = 1
输出：[[-2,2]]
解释： (1, 3) 和原点之间的距离为sqrt(10)， (-2, 2) 和原点之间的距离为 sqrt(8)，由于 sqrt(8) < sqrt(10)，(-2, 2) 离原点更近。我们只需要距离原点最近的 K = 1 个点，所以答案就是 [[-2,2]]。
示例 2：
输入：points = [[3,3],[5,-1],[-2,4]], K = 2
输出：[[3,3],[-2,4]] （答案 [[-2,4],[3,3]] 也会被接受。）
提示：
1 <= K <= points.length <= 10000
-10000 < points[i][0] < 10000
-10000 < points[i][1] < 10000

/* qsort排序二维数组，cmp的每个元素都是一个独立的 int 数组，也就是指针 */
int cmp(const void* a, const void* b) {// 转换为对应一维数组int* arry1 = *(int**)a;int* arry2 = *(int**)b;// 获取对应arry1 的两个元素int x1 = *arry1;int y1 = *(arry1 + 1);int x2 = *arry2;int y2 = *(arry2+1);return (x1*x1 + y1*y1) - (x2*x2 + y2*y2);
}int** kClosest(int** points, int pointsSize, int* pointsColSize, int K, int* returnSize, int** returnColumnSizes){if(points==NULL || pointsSize==0 || K==0) return NULL;qsort(points, pointsSize, sizeof(int)*pointsColSize[0], cmp);/*   这里注意 qsort 的传参，使用不当会报错Line 11: Char 11: runtime error: load of misaligned address 0x602000000032 for type 'int *', which requires 8 byte alignment (solution.c)       0x602000000032: note: pointer points here*/// 指定return输出的二维数组是包含有几个一维数组*returnSize = pointsSize > K ? K : pointsSize;*returnColumnSizes = (int*)malloc(sizeof(int*)*(*returnSize));// 指定每个一维数组的 col for(int i = 0; i< (*returnSize); i++) {(*returnColumnSizes)[i] = 2;}return points;
}

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