qsort() 中使用的比较函数是否有任何限制

Question

我编写了这段代码 sn-p 以将字符串数组排序为最小化它们连接的顺序：

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

int cmpstr(const void* p1, const void* p2){
    int p1l = strlen((const char*)p1);
    int p2l = strlen((const char*)p2);
    int r = strncmp((const char*)p1, (const char*)p2, p1l<p2l?p1l:p2l);
    if(r == 0 && p1l != p2l){
        if(p1l < p2l){
            return cmpstr(p1, (const char*)p2 + p1l);
        }
        return cmpstr((const char*)p1 + p2l, p2);
    }
    return r;
}

int main(){
    const char* arrstr[] = {"93", "936", "15", "152", "946"};
    int num = sizeof(arrstr) / sizeof(char*);
    qsort(arrstr, num, sizeof(char*), cmpstr);
    for(int i = 0; i < num; i++){
        printf("%s\n", arrstr[i]);
    }
}

这些字符串应按 15 152 936 93 946 的顺序排序。我们希望 93 介于 936 和 946 之间，因为 936 93 93 936 和 93 946 946 93（为了清楚起见忽略添加的空格）。

但是代码没有按预期工作。尽管我对cmpstr() 的测试完全符合我的预期，但数组根本没有排序。

我做错了什么？

我注意到，当我将cmpstr() 的演员阵容从*(char* const*) 更改为(char*) 时，qsort() 无法正常工作。这是为什么呢？

Answer 1

传递给qsort 的比较函数接收要比较的两个数组元素的地址。由于每个数组元素都是char *，因此每个元素的地址都是char **。所以你错过了一级间接。

您需要将每个参数强制转换为char * const *，然后取消引用以获取指向字符串的指针：

int cmpstr(const void* p1p, const void* p2p){
    char *p1 = *(char * const *)p1p;
    char *p2 = *(char * const *)p2p;
    ...
}

编辑：

因为你想递归调用这个函数，你需要一个非递归的包装函数来围绕你的递归函数，因为它们采用的参数不一样：

// internal recursive function that takes two strings
static int cmpstr_int(const char* p1, const char* p2){
    int p1l = strlen(p1);
    int p2l = strlen(p2);
    int r = strncmp(p1, p2, p1l<p2l?p1l:p2l);
    if(r == 0 && p1l != p2l){
        if(p1l < p2l){
            return cmpstr_int(p1, p2 + p1l);
        }
        return cmpstr_int(p1 + p2l, p2);
    }
    return r;
}

// comparison function that extracts desired datatype from void * params
// and passes them to recursive function
static int cmpstr(const void* p1p, const void* p2p){
    const char *p1 = *(char * const *)p1p;
    const char *p2 = *(char * const *)p2p;
    return cmpstr_int(p1, p2);
}

Answer 2

您的比较函数接收指向数组元素的指针。每个元素都是一个指向 char 的指针，所以你会得到一个指向 char 的指针。

比较逻辑也有些过于复杂；这是一个工作版本：

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

int cmpstr(const void* a_, const void* b_)
{
    const char *const *a = a_;
    const char *const *b = b_;
    int la = strlen(*a);
    int lb = strlen(*b);

    if (la == lb) {
        /* same length - sort lexicographically */
        return strcmp(*a, *b);
    }

    if (la < lb) {
        /* a is shorter */
        int result = strncmp(*a, *b, la);
        if (!result) {
            /* a is a prefix of b */
            result = strcmp(*a, *b + la);
        }
        return result;
    }

    /* else, b is shorter - re-enter with arguments swapped,
       and negate the result */
    return -cmpstr(b_, a_);
}

int main() {
    const char* arrstr[] = {"93", "936", "15", "152", "946"};
    const size_t num = sizeof arrstr / sizeof *arrstr;
    qsort(arrstr, num, sizeof *arrstr, cmpstr);
    for (size_t i = 0; i < num; i++) {
        printf("%s\n", arrstr[i]);
    }
}

输出：

15
152
936
93
946

如果您认为我上面的 cmpstr() 与原来的偏差太大，请考虑这个不那么侵入性修改的代码，它使用您想要的递归比较，并使用单独的包装器对其进行调整以适应 qsort():

int compare_strings(const char *a, const char *b)
{
    int la = strlen(a);
    int lb = strlen(b);
    int r = strncmp(a, b, la<lb?la:lb);
    if (r == 0 && la != lb) {
        if (la < lb) {
            return compare_strings(a, b + la);
        }
        return compare_strings(a + lb, b);
    }
    return r;
}

int compare_strings_qsort(const void* a_, const void* b_)
{
    const char *const *a = a_;
    const char *const *b = b_;
    return compare_strings(*a, *b);
}

我仍然不得不更改您的变量名称，因为我发现 p1l 之类的东西难以阅读。我可以进一步简化一点，我认为这比原始函数和我上面的第一次尝试都更清晰（但可能需要一些 cmets）：

int compare_strings(const char *a, const char *b)
{
    const int la = strlen(a);
    const int lb = strlen(b);
    const int r = strncmp(a, b, la<lb?la:lb);

    return (la == lb || r)
        ? r
        : (la < lb)
        ? compare_strings(a, b + la)
        : compare_strings(a + lb, b);
}