快速排序内库之qsort函数
首先观察cmp函数声明
int cmp(const void * a,const void * b)
返回正数就是说cmp传入参数第一个要放在第二个后面,负数就是传入参数第一个要放在第二个前面,如果是0,那就无所谓分前后了。
关于qsort函数的说明,包含在stdlib.h头文件里,函数一共4个参数,没返回值,经典的qsort的写法如下
qsort(s,n,sizeof(s[0]),cmp);
其中第一个参数是参与排序的数组名(也可以理解成开始的排序地址,因此可以变写为&s[i],后文有说明);
第二个参数是参与排序的元素个数;
第二个参数是单个元素的大小,推荐使用sizeof(s[0])这样的表达式,后文也有介绍
第4个参数就是调用的函数啦,很多人对此比较困惑,在写这篇博客之前,我也比较困惑,只知道简略的功能。这篇博客总结了一下,就比较明朗了。
手工实现快排函数
#include <stdio.h>
int a[100],n,temp;
void QuickSort(int h,int t)// 由小到大,快排之所以高效的原因就是每次会减少1/2的数据量。
{
if(h>=t) return;
int mid=(h+t)/2,i=h,j=t,x;
x=a[mid];
while(1)
{
while(a[i]<x) i++;
while(a[j]>x) j--;
if(i>=j) break;
temp=a[i];
a[i]=a[j];
a[j]=temp;
}
a[mid]=a[j];
a[j]=x;
QuickSort(h,j-1);
QuickSort(j+1,t);
return;
}
int main()
{
int i;
scanf("%d",&n);
for(i=0;i<n;i++)
{
scanf("%d",&a[i]);
}
QuickSort(0,n-1);
for(i=0;i<n;i++)
{
printf("%d ",a[i]);
}
return(0);
}
首先讨论cmp函数,当然也可以改函数名(注意前后对应)
cmp的定义如下:
int cmp(const void * a,const void *b);
返回值必须是int,两个参数都是const void * 型,当然a,b也可以更改。
假设是对int排序的话,如果是升序,那么就是如果a>b,返回一个正值,a小于b返回负值,相等返回0.
在函数体内要对a,b进行强制类型转换后才能得到正确的返回值,不同的类型有不同的处理方法,具体参考例子。
关于快排的小问题
1.快排是不稳定的,这个不稳定一个表现在其使用的时间是不确定的,最好情况(O(n))和最
坏情况(O(n^2))差距太大,我们一般说的O(nlog(n))都是指的是其平均时间.
2.快排是不稳定的,这个不稳定表现在如果相同的比较元素,可能顺序不一样,假设我们有
这样一个序列,3,3,3,但是这三个3是有区别的,我们标记为3a,3b,3c,快排后的结果不一定
就是3a,3b,3c这样的排列,所以在某些特定场合我们要用结构体来使其稳定(对结构体排序.加入no来使其稳定(即data值相等的情况下按原来的顺序排))
结构体类型排序 (很多时候我们都会对结构体排序,一般这个时候都在cmp函数里面先强制转换了类型,不要在return里面转,我也说不清为什么,但是这样程序会更清晰,并且绝对是没错的. 这里同样请注意double返回0的问题,double数组排序有介绍)
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
struct node
{
double date1;
int no;
} s[100];
int i,n;
int cmp(const void *a,const void *b)
{
struct node *aa=(node *)a;
struct node *bb=(node *)b;
if(aa->date1!=bb->date1)
return(((aa->date1)>(bb->date1))?1:-1);
else
return((aa->no)-(bb->no));
}
int main()
{
scanf("%d",&n);
for(i=0;i<n;i++)
{
s[i].no=i+1;
scanf("%lf",&s[i].date1);
}
qsort(s,n,sizeof(s[0]),cmp);
for(i=0;i<n;i++) printf("%d %lf\n",s[i].no,s[i].date1);
return(0);
}
3.快排的比较函数的两个参数必须都是const void *的,这个要特别注意,写a和b只是我的
个人喜好,写成cmp也只是我的个人喜好.推荐在cmp里面重新定义两个指针来强制类型转换,
特别是在对结构体进行排序的时候
4.快排qsort的第三个参数,那个sizeof,推荐是使用sizeof(s[0])这样,特别是对结构体,
往往自己定义2*sizeof(int)这样的会出问题,用sizeof(s[0])既方便又保险
5.如果要对数组进行部分排序,比如对一个s[n]的数组排列其从s[i]开始的m个元素,只需要
在第一个和第二个参数上进行一些修改:qsort(&s[i],m,sizeof(s[i]),cmp);
对数组排序(类型可变)
注意double类型:本来是因为要判断如果a==b返回0(a-b=0)的,严格来说,两个double数是不可能相等的,只能说fabs(a-b)<1e-20,这样来判断,所以这里只返回了1和-1,所以double类型时将cmp函数变为下式
int cmp(const void * a, const void * b)
{
return((*(double*)a-*(double*)b>0)?1:-1);
}
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int s[10000],n,i;
int cmp(const void *a, const void *b)
{
return(*(int *)a-*(int *)b);
}
int main()
{
scanf("%d",&n);
for(i=0;i<n;i++) scanf("%d",&s[i]);
qsort(s,n,sizeof(s[0]),cmp);
for(i=0;i<n;i++) printf("%d ",s[i]);
return(0);
}
对字符数组排序
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
char s[10000],i,n;
int cmp(const void *a,const void *b)
{
return(*(char *)a-*(char *)b);
}
int main()
{
scanf("%s",s);
n=strlen(s);
qsort(s,n,sizeof(s[0]),cmp);
printf("%s",s);
return(0);
}
对字符串数组排序(当然调用系统库函数啦)
手工strcmp函数如下:
留个地方占位置先
方法一:(char s[][]型)
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
char s[100][100];
int i,n;
int cmp(const void *a,const void *b)
{
return(strcmp((char*)a,(char*)b));
}
int main()
{
scanf("%d",&n);
for(i=0;i<n;i++) scanf("%s",s[i]);
qsort(s,n,sizeof(s[0]),cmp);
for(i=0;i<n;i++) printf("%s\n",s[i]);
return(0);
}
方法二:(char *s[]型)
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
char *s[100];
int i,n;
int cmp(const void *a,const void *b)
{
return(strcmp(*(char**)a,*(char**)b));
}
int main()
{
scanf("%d",&n);
for(i=0;i<n;i++)
{
s[i]=(char*)malloc(sizeof(char*));
scanf("%s",s[i]);
}
qsort(s,n,sizeof(s[0]),cmp);
for(i=0;i<n;i++) printf("%s\n",s[i]);
return(0);
}