C语言快速排序实现方案（面向ACM、NOIP）

我是C++选手，但学校要求用C考试，所以来探讨一下C下快速排序的实现方案。

手写代码实现

快排的代码实现需要格外注意i与j的边界情况。回想以往用pascal参加NOIP的经历，保证正确性起见，遂把pascal目录下的/demo/text/qsort.pp翻译成c贴上。。

#include <stdio.h>
int n,a[100009];
void sort (int* a,int l,int r) {
int i,j,x,t;
i=l,j=r;
x=a[(l+r)/2];
while (i<=j) {
while (a[i]<x) i++;
while (x<a[j]) j--;
if (i<=j) {
t=a[i];
a[i]=a[j];
a[j]=t;
i++;
j--;
}
}
if (l<j) sort(a,l,j);
if (i<r) sort(a,i,r);
}
int main () {
int i,j;
scanf("%d",&n);
for (i=1;i<=n;i++)
scanf("%d",&a[i]);
sort(a,1,n);
for (i=1;i<=n;i++)
printf("%d ",a[i]);
}

顺便祭上pascal代码

procedure sort(l,r: longint);
var
i,j,x,y: longint;
begin
i:=l;
j:=r;
x:=a[(l+r) div 2];
repeat
while a[i]<x do
inc(i);
while x<a[j] do
dec(j);
if not(i>j) then
begin
y:=a[i];
a[i]:=a[j];
a[j]:=y;
inc(i);
j:=j-1;
end;
until i>j;
if l<j then
sort(l,j);
if i<r then
sort(i,r);
end;

使用stdlib.h的qsort函数

其实在实际测试（gcc 4.7.2）中发现不引用stdlib.h也可以使用qsort。

相比于C++的algorithm中的sort函数，qsort使用起来要麻烦一些，但速度相对会快那么一点。

在stdlib.h中qsort的声明为：

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

其中

void *base

为需要排序的数据的起始地址

int nelem

需要排序的元素的个数

unsigned int width

为每个元素的大小

int ( * pfCompare)( const void *, const void *)

这个是指向比较函数的指针

相比于C++中的sort，多了元素个数、元素大小和必须加上的比较函数

需要说明几点：

1、

void *base

通常用数组名就可以（数组名相当于数组第一个元素的地址，即

a<==>&a[0]

，同理

a+1<==>&a[1]

）

2、

int ( * pfCompare)( const void *, const void *)

这是个函数指针，下面会提到

3、void *是一个特殊的指针，下面会提到

4、比较函数的返回值必须是int

函数指针

先区分两个概念：函数指针与指针函数

函数指针是指向函数的指针，指针函数是返回值为指针的函数，这里只简单提一下函数指针。

类似数组名为数组第一个元素的地址，函数名为函数的地址。

函数指针指向函数地址，如

int (*f) (int,int);

现在定义一个函数

int foo (int x,int y) {
<foo>
}

如果给f赋值

f=foo

，

那么

foo(1,2);<==>(*f)(1,2);<==>f(1,2);

void*指针

void*是一种特殊的指针，它没有类型，可以被赋值任何类型的地址。

但要注意调用这种类型时必须加强制类型转换，而且void*类型不能参与指针运算（GNU中是允许的，而ANSI C不允许）

一个例子

int a;
void* p=&a;
int* x;
x=(int*)p;

比较函数

比较函数的返回值为int，和C++中的比较函数不太一样（C++中如果是用结构体的话直接重载<就可以实现排序了），这里假设需要比较的两个元素为*a和*b

若 *a < *b 则返回值应该小于0

若 *a == *b 则返回值应该等于0

若 *a > *b 则返回值应该大于0

有些类似于strcmp的返回值

理解了这些，就不难看懂qsort的调用了：

#include <stdio.h>
int n,a[100009];
int compare (const void *a,void *b) {
return *((int*)a)-*((int*)b);
}
int main () {
int i,j;
scanf("%d",&n);
for (i=1;i<=n;i++)
scanf("%d",&a[i]);
qsort(a+1,n,sizeof(int),compare);
for (i=1;i<=n;i++)
printf("%d ",a[i]);
}

compare是一个函数地址，在qsort引用时不用加括号

qsort还可以给结构体排序，示例如下：

#include <stdio.h>
int n,a[100009];
struct Data {
int a,b;
}data[100009];
int compare (const void *a,const void *b) {
struct Data *x=(struct Data*)a,*y=(struct Data*)b;
return (*x).a-(*y).a;
}
int main () {
int i,j;
scanf("%d",&n);
for (i=1;i<=n;i++)
scanf("%d",&data[i].a);
for (i=1;i<=n;i++)
scanf("%d",&data[i].b);
qsort(data+1,n,sizeof(struct Data),compare);
for (i=1;i<=n;i++)
printf("%d ",data[i].a);
printf("\n");
for (i=1;i<=n;i++)
printf("%d ",data[i].b);
}