用C语言实现通用排序函数：深入理解指针与函数指针的魅力
在C语言的学习与应用中，排序是一个非常基础且重要的算法。今天，我们就来深入探讨如何使用C语言实现一个通用的排序函数，通过这个过程，我们将对指针和函数指针有更深刻的理解。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
int cmp_int(const void* e1, const void* e2)
{
return *(int*)e1 - *(int*)e2;
}
void swap(char* buff1, char* buff2,int width)
{
for (int i = 0;i < width; i++)
{
char tmp = *buff1;
*buff1 = *buff2;
*buff2 = tmp;
buff1++;
buff2++;
}
}
void my_sort(void* arr, int sz, int width, int(*cmp)(const void* e1, const void* e2))
{
for (int i = 0;i < sz;i++)
{
int flag = 1;
for (int j = 0;j < sz - 1 - i;j++)
{
if (cmp((char*)arr + j * width, (char*)arr + (j + 1) * width) > 0)
{
swap((char*)arr + j * width, (char*)arr + (j + 1) * width, width);
flag = 0;
}
}
if (flag == 1)
{
break;
}
}
}
void print(int arr[], int sz)
{
for (int i = 0;i < sz;i++)
{
printf("%2d", arr[i]);
}
}
void test1()
{
int arr[] = { 9,8,7,5,6,4,3,2,1 };
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
my_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);
print(arr, sz);
}
int main()
{
test1();
return 0;
}
这个代码是为了构造一个类似qsort功能的程序
代码剖析
预处理指令
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
这段代码中， #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 用于忽略Visual Studio中关于 scanf 等函数不安全的警告， #include<stdio.h> 则包含了标准输入输出函数库的头文件，为后续的输入输出操作提供支持。
比较函数
int cmp_int(const void* e1, const void* e2)
{
return *(int*)e1 - *(int*)e2;
}
cmp_int 函数是一个比较函数，用于比较两个 int 类型的元素。它接受两个 const void* 类型的指针，这是因为通用排序函数需要处理不同类型的数据。在函数内部，通过强制类型转换将指针转换为 int* 类型，然后进行减法运算，返回结果用于判断两个元素的大小关系。如果 e1 大于 e2 ，返回正数；如果 e1 小于 e2 ，返回负数；如果相等，返回0。
交换函数
void swap(char* buff1, char* buff2, int width)
{
for (int i = 0; i < width; i++)
{
char tmp = *buff1;
*buff1 = *buff2;
*buff2 = tmp;
buff1++;
buff2++;
}
}
swap 函数用于交换两个内存区域的数据。它接受两个 char* 类型的指针和一个表示数据宽度的整数 width 。由于要处理不同类型的数据，所以使用 char* 指针，因为 char 类型是C语言中最小的可寻址单位。通过循环，每次交换一个字节的数据，直到交换完整个数据宽度。
通用排序函数
void my_sort(void* arr, int sz, int width, int(*cmp)(const void* e1, const void* e2))
{
for (int i = 0; i < sz; i++)
{
int flag = 1;
for (int j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
{
if (cmp((char*)arr + j * width, (char*)arr + (j + 1) * width) > 0)
{
swap((char*)arr + j * width, (char*)arr + (j + 1) * width, width);
flag = 0;
}
}
if (flag == 1)
{
break;
}
}
}
my_sort 函数是整个代码的核心，它实现了一个通用的冒泡排序算法。它接受四个参数：
void* arr ：指向待排序数组的指针， void* 类型可以指向任何类型的数据。
int sz ：数组的元素个数。
int width ：每个元素的字节宽度，用于正确地访问和交换数据。
int(*cmp)(const void* e1, const void* e2) ：一个函数指针，指向用于比较两个元素的函数。
在函数内部，通过两层循环实现冒泡排序。外层循环控制排序轮数，内层循环用于比较相邻元素并进行交换。如果在某一轮中没有发生交换，说明数组已经有序，提前结束排序。
打印函数
void print(int arr[], int sz)
{
for (int i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%2d", arr[i]);
}
}
print 函数用于打印数组中的元素，它接受一个 int 类型的数组和数组的大小，通过循环遍历数组并使用 printf 函数输出每个元素。
测试函数与主函数
void test1()
{
int arr[] = { 9,8,7,5,6,4,3,2,1 };
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
my_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);
print(arr, sz);
}
int main()
{
test1();
return 0;
}
test1 函数用于测试 my_sort 函数的功能，它定义了一个 int 类型的数组，并调用 my_sort 函数对其进行排序，然后调用 print 函数输出排序后的数组。 main 函数则是程序的入口，它调用 test1 函数开始测试。
总结
通过这个通用排序函数的实现，我们不仅掌握了冒泡排序的基本原理，还学会了如何使用指针和函数指针来实现代码的通用性。这种编程技巧在实际开发中非常有用，可以提高代码的复用性和可维护性。希望大家通过这篇博客，对C语言的指针和函数指针有更深入的理解，在今后的编程中能够灵活运用。