C 语言 qsort()

17 Mar 2025 | 5 分钟阅读

qsort() 是 C 库中的一个预定义标准函数。我们可以使用此函数对数组进行升序或降序排序。它内部使用快速排序算法，因此得名 qsort。它可以对包括字符串和结构在内的任何数据类型的数组进行排序。它运行良好且易于实现。C++ 中有一个类似于 C 语言 qsort() 的 sort() 函数。在运行时间、安全性和灵活性等方面，sort() 都优于 qsort()。

本教程通过示例解释了 qsort() 函数。C 标准并未指定该函数的复杂度，但由于它内部遵循快速排序算法，因此其平均时间复杂度暂定为 O(n*logn)。该函数定义在 stdlib 头文件中，因此在使用前需要包含它。

函数语法

array：要排序的数组。

number：我们要排序的数组中的元素数量

size：数组中单个元素的大小

function：我们需要以指定格式编写的自定义比较函数

函数的指定格式

int compare( const void* a, const void* b) 

{                                                       
}

qsort() 会为数组中的每对元素调用 compare() 函数。
参数 a 和 b 是两个 void 指针，指向要比较的两个元素。
我们必须以如下方式编写 compare() 的主体：它应该返回
1. 0，如果两个元素相等
2. -1 或任何其他负整数，如果第一个元素小于第二个元素
3. 1 或任何其他正数，如果第一个元素大于第二个元素。
比较函数的名称可以是任何名称，但必须将其完全作为参数传递给 qsort() 函数。
const void* a 表示 a 是一个值固定的 void 指针。在使用之前，我们需要将 void 指针类型转换为某种数据类型。

现在，我们将探讨用于对不同数据类型数组进行排序的函数。

1. 对整数进行排序

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int compare(const void* num1, const void* num2) // comparing function
{
	int a = *(int*) num1;
	int b = *(int*) num2;
	if(a > b)
	{
		return 1;
	}
	else if(a < b)
	{
		return -1;
	}
	return 0;
}
int main()
{
	int arr[50], n, i;
	printf("Enter the size of the array to be sorted: ");
	scanf("%d", &n);
	printf("\nEnter elements into the array: ");
	for(i = 0; i < n; i++)
	{
		scanf("%d", &arr[i]);
	}
	qsort(arr, n, sizeof(int), compare);
	printf("\nThe sorted array: ");
	printf("\n[");
	for(i = 0; i < n; i++)
	{
		if(i == n-1) // To prevent a comma(,) after the last element
		{
			printf("%d", arr[i]);
			break;
		}
		printf("%d, ", arr[i]);
	}
	printf("]");
}

输出

Enter the size of the array to be sorted: 5
Enter elements into the array: 98 34 89 0 2
The sorted array:
[0, 2, 34, 89, 98]

理解

在这两行

int a = *(int*) num1;

int b = *(int*) num2;

输入数组的类型为 <int>。因此，在执行任何内存分配操作之前，我们必须将 void 指针转换为整数指针。我们将两个指针指向的值存储在另外两个整数变量 a 和 b 中。然后，我们使用比较运算符比较这两个值。

我们可以使用一行代码代替使用两个额外的临时变量

int compare(const void* num1, const void* num2)
{
	return *(int*)a - *(int*)b;
}

如果 a==b，则返回 0；如果 a > b，则返回一个正整数；如果 a < b，则返回一个负整数。

2. 对字符串进行排序

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
int compare(const void* num1, const void* num2)
{
	//char **a = (char**)num1;
	//char **b = (char**)num2;
	//return strcmp(*a, *b);
	return strcmp(*(char**)num1, *(char**)num2);
	
}
int main()
{
	int n, i;
	char* arr[50];
	printf("Enter the size of the array to be sorted: ");
	scanf("%d", &n);
	printf("\nEnter elements into the array: ");
	for(i = 0; i < n; i++)
	{
		arr[i] = malloc(100* sizeof(char));
		scanf("%s", arr[i]);
	}
	qsort(arr, n, sizeof(char*), compare);
	printf("\nThe sorted array: ");
	printf("\n[");
	for(i = 0; i < n; i++)
	{
		if(i == n-1)
		{
			printf("%s", arr[i]);
			break;
		}
		printf("%s, ", arr[i]);
	}
	printf("]");
}

输出

Enter the size of the array to be sorted: 5
Enter elements into the array: hi hello how are you
The sorted array:
[are, hello, hi, how, you]

理解

我们有一个字符串数组。整数数组和字符串数组的区别在于
1. 整数数组是整数的集合
2. 字符串数组是字符数组/字符指针的集合。
因此，在 compare 函数中，我们需要将 void 指针转换为 (char**)a，而不是 (char*)a。
[[字符串 1], [字符串 2]?]
当我们使用 char* 时，它指向数组，然后，要指向数组中的字符串，我们需要一个双指针。
我们在这里使用了 strcmp() 函数。该函数定义在 string.h 头文件中。我们首先需要包含它。
该函数返回:
1. 0，如果两个字符串相同
2. 1，如果字符串中字符的 ASCII 值大于第二个字符串中相应字符的 ASCII 值
3. -1，如果字符串中字符的 ASCII 值小于第二个字符串中相应字符的 ASCII 值。

3. 对结构体数组进行排序

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
struct Structure
{
	int num1;
	int num2;
}s;
typedef struct Structure data;
int compare(const void* p, const void* q)
{
	data *a = (data *)p;
	data *b = (data *)q;
	int first = (a -> num1)- (b -> num1);
	int second = (a -> num2)- (b -> num2);
	if(first == 0)
	{
		return second;
	}
	return first;
}
int main()
{
	data array[5];
	int i = 0;
	printf("Original array: \n");
	printf("[[");
	for(i = 0; i < 5; i++)
	{
		array[i].num1 = rand()%10;
		array[i].num2 = rand()%10;
		if(i == 4)
		{
			printf("%d, %d]]", array[i].num1, array[i].num2);
			break;
		}
		printf("%d, %d], [", array[i].num1, array[i].num2);
	}
	qsort(array, 5, sizeof(s), compare);
	printf("\nSorted array: \n");
	printf("[[");
	for(i = 0; i < 5; i++)
	{
		if(i == 4)
		{
			printf("%d, %d]]", array[i].num1, array[i].num2);
			break;
		}
		printf("%d, %d], [", array[i].num1, array[i].num2);
	}
}

输出

Original array:
[[1, 7], [4, 0], [9, 4], [8, 8], [2, 4]]
Sorted array:
[[1, 7], [2, 4], [4, 0], [8, 8], [9, 4]]

理解

我们声明了一个结构体类型的数组，这意味着数组中的每个元素都是结构体元素的数组。在上面的程序中，该结构体有两个整数元素。任务是根据第一个结构体元素对数组进行排序，如果任意两个第一个元素相等，我们则需要根据第二个元素对其进行排序。

示例

[[1, 2], [3, 4], [1, 4]]

排序后的数组：[[1, 2], [1, 4], [3, 4]]

我们使用了 rand() 函数为数组生成随机元素。在 compare() 函数中，我们需要将两个指针类型转换为结构体类型。

使用 qsort() 的特殊之处在于我们可以按照自己的意愿设计自定义比较函数。我们还可以对数组中的一部分元素进行排序，而将其余元素保持不变。

下一主题C 语言中的测验游戏

← 上一个下一个 →

C 语言 qsort()

函数语法

现在，我们将探讨用于对不同数据类型数组进行排序的函数。

1. 对整数进行排序

理解

2. 对字符串进行排序

理解

3. 对结构体数组进行排序

理解

联系信息

关注我们

教程

面试题

在线编译器

Python

Java

.Net Framework

AI, ML and Data Science

Cloud Technology

B.Tech and MCA

Web Technology

PHP

Software Testing

Technical Interview

Java Interview

Python

Web Interview

Database Interview

B.Tech / MCA

Important Interview

Software Testing Interview

Company Interviews

Online Compilers

Multiple Choice Questions

C 语言教程

C 语言控制语句

C 语言函数

C 语言数组

C 语言指针

C 语言动态内存

C 语言字符串

C 语言数学

C 语言结构体和联合体

C 语言文件处理

C 语言预处理器

C 语言命令行

C 语言程序

C 语言面试

选择题

C 语言编程测试

C 语言基础测试

C 语言控制语句测试

C 语言函数测试

C 语言数组测试

C 语言指针测试

C 语言字符串测试

C 语言结构体测试

C 语言预处理器测试

数学

C 语言杂项

C 语言 qsort()

函数语法

现在，我们将探讨用于对不同数据类型数组进行排序的函数。

1. 对整数进行排序

理解

2. 对字符串进行排序

理解

3. 对结构体数组进行排序

理解

相关帖子

C 语言对称矩阵

C 语言最佳编译器

C 语言 double float

C 语言打印数组中最大元素的程序

C 语言问答游戏

基础 C 程序

C 语言 isalpha() 函数

合并两个平衡二叉搜索树

C 语言幂函数

printf 语句与 ++ 运算符的执行

订阅 Tpoint Tech

联系信息

关注我们

教程

面试题

在线编译器