C/C++中關於qsort的使用

C/C++中有一個快速排序的標準庫函數 qsort ，在stdlib.h 中聲明，其原型為：

void qsort(void *base, int nelem, unsigned int width, int ( * pfCompare)( const void *, const void *));

　　使用該函數，可以對任何類型的一維數組排序。該函數參數中，base 是待排序數組的起始地址，nelem 是待排序數組的元素個數，width 是待排序數組的每個元素的大小（以位元組為單位），最後一個參數 pfCompare 是一個函數指標，它指向一個“比較函數”。排序就是一個不斷比較並交換位置的過程。qsort 如何在連元素的類型是什麼都不知道的情況下，比較兩個元素並判斷哪個應該在前呢？答案是，qsort 函數在執行期間，會通過pfCompare指標調用一個 “比較函數”，用以判斷兩個元素哪個更應該排在前面。這個“比較函數”不是C/C++的庫函數，而是由使用qsort 的程式員編寫的。在調用qsort 時, 將“比較函數”的名字作為實參傳遞給pfCompare。程式員當然清楚該按什麼規則決定哪個元素應該在前，哪個元素應該在後，這個規則就體現在“比較函數”中。

qsort 函數的用法規定，“比較函數”的原型應是：int 函數名(const void * elem1, const void * elem2);該函數的兩個參數，elem1 和elem2，指向待比較的兩個元素。也就是說， * elem1 和* elem2 就是待比較的兩個元素。該函數必須具有以下行為：

　　1) 如果 * elem1 應該排在 * elem2 前面，則函數傳回值是負整數（任何負整數都行）。

　　2) 如果 * elem1 和* elem2 哪個排在前面都行，那麼函數返回0

　　3) 如果 * elem1 應該排在 * elem2 後面，則函數傳回值是正整數（任何正整數都行）。

例如：

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

using namespace std;

int compare(const void *a, const void *b)
{
    int *pa = (int*)a;
    int *pb = (int*)b;
    return (*pa )- (*pb);  //從小到大排序
}

void main()
{
    int a[10] = {5, 6, 4, 3, 7, 0 ,8, 9, 2, 1};
    qsort(a, 10, sizeof(int), compare);
    for (int i = 0; i < 10; i++)
        cout << a[i] << " " << endl;
} 

再如：

下面的程式，功能是調用qsort 庫函數，將一個unsigned int 數組按照個位元從小到大進行排序。比如 8，23，15 三個數，按個位元從小到大排序，就應該是 23，15，8：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int MyCompare( const void * elem1, const void * elem2
{
　　unsigned int * p1, * p2;
　　p1 = (unsigned int *) elem1;  //語句6
　　p2 = (unsigned int *) elem2;  //語句7
　　return (* p1 % 10) - (* p2 % 10 );  //語句8
}
#define NUM 5
int main()
{
　　unsigned int an[NUM] = { 8,123,11,10,4 };
　　qsort( an, NUM, sizeof(unsigned int), MyCompare);
　　for( int i = 0;i < NUM; i ++ )
　　　　printf("%d ", an[i]);
　　return 0;
} 

上面程式的輸出結果是：
10 11 123 4 8

qsort 函數執行期間，需要比較兩個元素哪個應在前面時，就以兩個元素的地址作為參數，調用 MyCompare 函數。如果傳回值小於0，則qsort 就得知第一個元素應該在前，如果傳回值大於0，則第一個元素應該在後。如果傳回值等於0，則哪個在前都行。
對語句6 解釋如下：由於elem1 是 const void * 類型的，是void 指標，那麼運算式“*elem1”是沒有意義的。elem1 應指向待比較的元素，即一個unsigned int 類型的變數，所以要經過強制類型轉換，將elem1 裡存放的地址賦值給 p1，這樣，* p1 就是待比較的第
一個元素了。語句7 同理。語句8 體現了排序的規則。如果 *p1 的個位元小於 *p2 的個位元，那麼就返回負值。其他兩種情況不再贅述。