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【c语言基础学习】qsort快速排序函数介绍与使用

news 来源：原创 2025/5/1 10:19:39

在C语言中，qsort 函数用于对数组进行快速排序。以下是详细的使用方法及示例：

一、函数原型

#include <stdlib.h>void qsort(void *base, size_t nmemb, size_t size, int (*compar)(const void *, const void *)
);

二、参数说明

参数	说明
`base`	指向数组首元素的指针（即数组名）
`nmemb`	数组的元素个数
`size`	每个元素的大小（字节数，可用 `sizeof` 获取）
`compar`	比较函数的指针，用于定义排序规则（返回负数、0、正数表示第一个参数应排在前面、相等、后面）

三、比较函数模板

比较函数的参数是 const void*，需在内部转换为实际类型后再比较：

int compare(const void *a, const void *b) {// 将 void* 转为实际类型（如 int*）const Type *ptrA = (const Type*)a;const Type *ptrB = (const Type*)b;// 定义比较规则：// 若 a < b，返回负数；a > b，返回正数；相等返回0return (*ptrA - *ptrB); // 示例：升序排列
}

四、使用示例

1. 对整数数组升序排序

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int compare_ints(const void *a, const void *b) {int arg1 = *(const int*)a;int arg2 = *(const int*)b;return (arg1 > arg2) - (arg1 < arg2); // 避免整数溢出
}int main() {int arr[] = {5, 2, 8, 1, 3};size_t len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);qsort(arr, len, sizeof(int), compare_ints);for (size_t i = 0; i < len; i++) {printf("%d ", arr[i]); // 输出：1 2 3 5 8}return 0;
}

2. 对字符串数组排序（按字典序）

#include <string.h>int compare_strings(const void *a, const void *b) {const char **str1 = (const char **)a; // 注意双指针转换const char **str2 = (const char **)b;return strcmp(*str1, *str2);
}int main() {char *strs[] = {"apple", "banana", "cherry"};size_t len = sizeof(strs) / sizeof(strs[0]);qsort(strs, len, sizeof(char*), compare_strings);for (size_t i = 0; i < len; i++) {printf("%s ", strs[i]); // 输出：apple banana cherry}return 0;
}

3. 对结构体按字段排序

typedef struct {char name[50];int age;
} Person;int compare_person_age(const void *a, const void *b) {const Person *p1 = (const Person*)a;const Person *p2 = (const Person*)b;return p1->age - p2->age; // 按年龄升序
}int main() {Person people[] = {{"Alice", 30}, {"Bob", 25}};size_t len = sizeof(people) / sizeof(people[0]);qsort(people, len, sizeof(Person), compare_person_age);for (size_t i = 0; i < len; i++) {printf("%s: %d\n", people[i].name, people[i].age); // 输出：Bob: 25 → Alice: 30}return 0;
}

五、常见问题

1. 如何实现降序排序？

在比较函数中反转返回值：

int compare_ints_desc(const void *a, const void *b) {int arg1 = *(const int*)a;int arg2 = *(const int*)b;return (arg1 < arg2) - (arg1 > arg2); // 降序排列
}

2. 如何避免整数溢出？

使用显式比较代替减法：

int compare_ints_safe(const void *a, const void *b) {int arg1 = *(const int*)a;int arg2 = *(const int*)b;if (arg1 < arg2) return -1;if (arg1 > arg2) return 1;return 0;
}