C 语言内建排序函数：深入解析320

C 语言提供了一系列内建函数来帮助程序员轻松高效地对数据进行排序。这些函数位于 头文件中，本文将详细探讨 C 语言中常用的排序函数及其用法。

qsort() 函数

qsort() 是 C 语言中最通用的排序函数，它可以对任意类型的数组进行排序。它的语法如下：```
void qsort(void *base, size_t num, size_t size, int (*compar)(const void *, const void *));
```

base：要排序的数组的基地址。
num：数组中元素的数量。
size：每个元素的大小（以字节为单位）。
compar：一个比较函数，它将两个元素作为参数，并返回 -1（如果第一个元素小于第二个元素）、0（如果两个元素相等）或 1（如果第一个元素大于第二个元素）。

qsort() 函数使用快速排序算法进行排序。它是一个递归函数，将数组分成较小的子数组，并递归调用自己对子数组进行排序。一旦所有子数组都已排序，qsort() 将它们合并回原始数组中。

bsearch() 函数

bsearch() 函数用于在已排序数组中查找一个元素。它的语法如下：```
void *bsearch(const void *key, const void *base, size_t num, size_t size, int (*compar)(const void *, const void *));
```

key：要查找的元素。
base：已排序数组的基地址。
num：数组中元素的数量。
size：每个元素的大小（以字节为单位）。
compar：与 qsort() 中相同的比较函数。

bsearch() 函数使用二分搜索算法查找 key。它通过重复将搜索空间减半来高效地查找元素。如果找到 key，则返回指向其起始地址的指针；否则，返回 NULL。

lsearch() 函数

lsearch() 函数用于在已排序的链表中查找一个元素。它的语法如下：```
void *lsearch(const void *key, void base, size_t *num, size_t size, int (*compar)(const void *, const void *));
```

key：要查找的元素。
base：已排序链表的首地址。
num：链表中元素的数量（通过引用传递）。
size：每个元素的大小（以字节为单位）。
compar：与 qsort() 中相同的比较函数。

lsearch() 函数使用线性搜索算法查找 key。它从链表的头部开始，并逐个检查每个元素。如果找到 key，则返回指向其起始地址的指针；否则，返回 NULL。

hsearch() 函数

hsearch() 函数用于在哈希表中查找、插入或删除一个元素。它的语法如下：```
ENTRY *hsearch(ENTRY item, ACTION action);
```

item：一个 ENTRY 结构，包含要查找、插入或删除的元素。
action：一个 ACTION 常量，指定要执行的操作（查找、插入或删除）。

hsearch() 函数使用哈希表来高效地存储和检索元素。哈希表是一个数据结构，它将元素映射到哈希值，这使得在常数时间内查找元素成为可能。hsearch() 函数返回一个指向已找到、插入或删除的元素的 ENTRY 结构的指针。

自定义比较函数

排序函数使用比较函数来确定元素的排序顺序。比较函数必须接受两个参数，并在以下情况下返回以下值：
第一个元素小于第二个元素：-1
两个元素相等：0
第一个元素大于第二个元素：1

您可以编写自定义比较函数来控制排序的顺序。例如，要按降序对整数数组排序，可以使用以下比较函数：```
int compare_int_desc(const void *a, const void *b) {
int *ia = (int *)a;
int *ib = (int *)b;
return *ib - *ia;
}
```

C 语言的内建排序函数提供了对数据进行排序和查找的强大而高效的方式。qsort()、bsearch()、lsearch() 和 hsearch() 函数使您能够灵活地处理各种数据结构和排序需求。通过了解这些函数的用法和自定义比较函数，您可以优化您的 C 程序的性能和可靠性。

2024-12-18

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