回調(diào)函數(shù)

什么是回調(diào)函數(shù)？

回調(diào)函數(shù)實際上是一個指針，指向的是一個函數(shù)。它作為一個參數(shù)傳遞給另一個函數(shù)，并且在特定的條件下被執(zhí)行。

回調(diào)函數(shù)的作用

回調(diào)函數(shù)的主要作用是使代碼更加靈活和模塊化。通過使用回調(diào)函數(shù)，我們可以將特定的行為或邏輯與原始函數(shù)分離開來，這樣可以讓我們更容易地進(jìn)行代碼重用和維護(hù)。

回調(diào)函數(shù)的實現(xiàn)

定義一個函數(shù)，然后將其作為參數(shù)傳遞給其他函數(shù)，在特定條件下執(zhí)行

回調(diào)函數(shù)的示例

讓我們以 C 語言為例，來看一個簡單的回調(diào)函數(shù)示例：

#include <stdio.h>
 
void performOperation(int a, int b, int (*callback)(int, int))
{
    int result = callback(a, b);
    printf("The result is: %d\n", result);
}
 
int add(int a, int b)
{
    return a + b;
}
 
int main()
{
    int x = 10, y = 20;
    performOperation(x, y, add);  // 傳遞 add 函數(shù)作為回調(diào)函數(shù)
    return 0;
}

在這個示例中，performOperation 函數(shù)接受兩個整數(shù)和一個函數(shù)指針作為參數(shù)，然后在內(nèi)部調(diào)用傳遞進(jìn)來的函數(shù)指針，實現(xiàn)了加法運(yùn)算。在主函數(shù)中，我們將 add 函數(shù)作為回調(diào)函數(shù)傳遞給 performOperation 函數(shù)。這就是一個簡單的回調(diào)函數(shù)的例子。

qsort函數(shù)的應(yīng)用

函數(shù)定義

在官方文檔中qsort的函數(shù)定義如下：

void qsort (void* base, size_t num, size_t size,
int (*compar)(const void*,const void*));

函數(shù)參數(shù)的剖析

base：

參數(shù)base是一個void* 類型的，qsor使用來排序的函數(shù)，該參數(shù)就是傳入的要進(jìn)行排序的數(shù)組。作為一個void*類型的指針，我們傳入數(shù)組的地址，即可完成對要排序數(shù)組的傳入。

num：

該參數(shù)位置要傳入的是要進(jìn)行排序的數(shù)組的元素個數(shù)，一般使用sizeof（數(shù)組名）/ sizeof（數(shù)組中的任意元素）進(jìn)行計算得到個數(shù)。

size：

參數(shù)size傳入的參數(shù)是數(shù)組中單個元素的大小，該參數(shù)可以確保在函數(shù)內(nèi)排序的時候每次跳躍的字節(jié)大小是一個元素的字節(jié)的大小。

compar:
該參數(shù)是一個函數(shù)指針，指向比較兩個元素的函數(shù)。 qsort內(nèi)部會反復(fù)調(diào)用此函數(shù)來比較兩個元素，以此來決定排序方向。

請注意！在傳入該參數(shù)的時候請嚴(yán)格按照該參數(shù)的規(guī)范結(jié)構(gòu)來書寫。

int (*compar)(const void*,const void*)

為什么要用void*？

這是因為 qsort 函數(shù)可以對任意類型的數(shù)組進(jìn)行排序，而不同類型的數(shù)據(jù)可能需要不同的比較方法。使用 void* 類型作為參數(shù)可以讓比較函數(shù)更加通用，因為 void* 是一種無類型指針，可以指向任何類型的數(shù)據(jù)。在比較函數(shù)內(nèi)部，我們可以將 void* 類型的指針轉(zhuǎn)換為實際的數(shù)據(jù)類型再進(jìn)行比較（強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)化）。

通過使用 void* 類型，可以在不知道具體數(shù)據(jù)類型的情況下編寫通用的比較函數(shù)，使 qsort 函數(shù)更加靈活和通用。在比較函數(shù)中，我們需要負(fù)責(zé)將 void* 類型的指針轉(zhuǎn)換為實際的數(shù)據(jù)類型，并進(jìn)行比較操作。

使用 void* 類型的參數(shù)可以使比較函數(shù)更加通用，適用于不同類型的數(shù)據(jù)，從而增強(qiáng)了函數(shù)的靈活性和通用性。

經(jīng)典代碼示例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
// 比較函數(shù)，用于升序排序
int compare(const void *a, const void *b) {
    return (*(int*)a - *(int*)b);
}
 
int main() {
    int arr[] = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3};
 
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
 
    // 使用 qsort 對數(shù)組進(jìn)行排序
    qsort(arr, n, sizeof(int), compare);
 
    printf("Sorted array: ");
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
 
    return 0;
}

在這個示例中，首先定義了一個整型數(shù)組 arr，然后通過 qsort 函數(shù)對數(shù)組進(jìn)行排序。在 main 函數(shù)中，我們計算數(shù)組的大小 n，然后調(diào)用 qsort 函數(shù)，傳入數(shù)組、數(shù)組大小、每個元素的大小以及比較函數(shù) compare。比較函數(shù) compare 中，我們將 void* 類型的指針轉(zhuǎn)換為 int* 類型，并進(jìn)行升序排序。最終得到的就是升序排序的數(shù)組了。

qsort函數(shù)實現(xiàn)原理

詳細(xì)定義

qsort 函數(shù)是一個用于快速排序（Quick Sort）的標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)。它接受一個數(shù)組和一個比較函數(shù)作為參數(shù)，并對數(shù)組進(jìn)行排序?？焖倥判蚴且环N分治的排序算法，通過選擇一個基準(zhǔn)元素，將數(shù)組分為兩部分，一部分比基準(zhǔn)元素小，一部分比基準(zhǔn)元素大，然后對這兩部分遞歸地進(jìn)行排序，最終得到一個有序的數(shù)組。

實現(xiàn)原理

1. 選擇基準(zhǔn)元素：qsort 函數(shù)首先選擇數(shù)組中的一個元素作為基準(zhǔn)元素。通常情況下，可以選擇數(shù)組的第一個元素作為基準(zhǔn)元素。

2. 分區(qū)（Partition）：qsort 函數(shù)使用選定的基準(zhǔn)元素將數(shù)組分為兩部分，一部分小于等于基準(zhǔn)元素，另一部分大于基準(zhǔn)元素。這個過程稱為分區(qū)。

3. 遞歸排序：qsort 函數(shù)遞歸地對小于等于基準(zhǔn)元素和大于基準(zhǔn)元素的兩部分進(jìn)行排序。它分別對這兩部分調(diào)用 qsort 函數(shù)，并將相應(yīng)的比較函數(shù)傳遞給子函數(shù)。

4. 合并結(jié)果：最后，qsort 函數(shù)將排序后的兩部分合并起來，形成一個有序的數(shù)組。

模擬實現(xiàn)sort

以下代碼使用C語言模擬實現(xiàn)qsort函數(shù)的代碼：

#include <stdio.h>
 
void swap(int* a, int* b) {
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}
 
int partition(int arr[], int low, int high) {
    int pivot = arr[high];
    int i = low - 1;
 
    for (int j = low; j <= high - 1; j++) {
        if (arr[j] < pivot) {
            i++;
            swap(&arr[i], &arr[j]);
        }
    }
    swap(&arr[i + 1], &arr[high]);
    return i + 1;
}
 
void quickSort(int arr[], int low, int high) {
    if (low < high) {
        int pi = partition(arr, low, high);
 
        quickSort(arr, low, pi - 1);
        quickSort(arr, pi + 1, high);
    }
}
 
void myQsort(int arr[], int n) {
    quickSort(arr, 0, n - 1);
}
 
int main() {
    int arr[] = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
 
    myQsort(arr, n);
 
    printf("Sorted array: ");
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
 
    return 0;
}

這是一個以快速排序為基礎(chǔ)的qsort函數(shù)實現(xiàn)，通過選擇一個基準(zhǔn)元素，并將數(shù)組分成兩部分，使得左邊的元素都小于或等于基準(zhǔn)元素，而右邊的元素都大于基準(zhǔn)元素，然后對左右兩部分遞歸地進(jìn)行排序，最終得到一個有序的數(shù)組。

以下是各個函數(shù)的分解解析：

1. swap 函數(shù)：這個函數(shù)用于交換兩個整數(shù)的值。它接受兩個整數(shù)指針作為參數(shù)，并使用 temp 變量來暫存其中一個整數(shù)的值，然后將兩個整數(shù)的值進(jìn)行交換。
2. partition 函數(shù)：這個函數(shù)用于將一個數(shù)組的某個子數(shù)組分成兩部分，使得左邊的元素都小于或等于基準(zhǔn)元素，而右邊的元素都大于基準(zhǔn)元素。它接受一個整數(shù)數(shù)組、子數(shù)組的起始索引和結(jié)束索引作為參數(shù)。首先，它選擇最后一個元素作為基準(zhǔn)元素，并將 i 初始化為 low - 1。然后，它使用一個循環(huán)從 low 到 high - 1 遍歷數(shù)組，如果當(dāng)前元素小于基準(zhǔn)元素，就將 i 向右移動一個位置，并將當(dāng)前元素和 arr[i] 進(jìn)行交換。最后，它將基準(zhǔn)元素和 arr[i + 1] 進(jìn)行交換，使得基準(zhǔn)元素位于正確的位置上。
3. quickSort 函數(shù)：這個函數(shù)用于對一個數(shù)組進(jìn)行快速排序。它接受一個整數(shù)數(shù)組和起始索引和結(jié)束索引作為參數(shù)。如果起始索引小于結(jié)束索引，它就調(diào)用 partition 函數(shù)將數(shù)組分成兩部分，并對左右兩部分遞歸地進(jìn)行排序。
4. myQsort 函數(shù)：這個函數(shù)是一個封裝的快速排序函數(shù)，它接受一個整數(shù)數(shù)組和數(shù)組的大小作為參數(shù)，并調(diào)用 quickSort 函數(shù)對數(shù)組進(jìn)行排序。
5. main 函數(shù)：這個函數(shù)是程序的入口函數(shù)。它首先定義了一個整數(shù)數(shù)組 arr，并計算數(shù)組的大小。然后，它調(diào)用 myQsort 函數(shù)對數(shù)組進(jìn)行排序，并打印排序后的結(jié)果。

以上就是深入剖析C語言中qsort函數(shù)的實現(xiàn)原理的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于C語言qsort函數(shù)實現(xiàn)的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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