Question

我已经了解到qsort()所需的比较函数需要具有3个结果：

如果val1 < val2
0，如果val1 == val2
如果val1 > val2

据我所知，对数组进行排序仅需要返回true或false的谓词。以气泡排序为例：

int compare(int a, int b)
{
    if(a>b) return 1;
    return 0;
}
void bubbleSort(int arr[], int n) 
{
    int i, j;
    for (i = 0; i < n-1; i++)  
        for (j = 0; j < n-i-1; j++)  
            if ( compare(arr[j],arr[j+1]) ) 
                swap(&arr[j], &arr[j+1]);
}

那为什么qsort()比较函数需要有3个可能的结果而不是2个？

Answer 1

<div id="main"> </div> <button onclick="myFunction(1)">Test </button> <button onclick="myFunction(2)">Test 1</button> <button onclick="myFunction(4)">Test 2</button> <button onclick="myFunction(6)">Test 3</button>可以使用布尔比较函数而不是三路比较来编写，但是规范说它需要三路比较函数，并且某些（并非全部）实现利用了三种可能的情况。如果您的比较函数不符合规范，则将导致未定义行为。在这种情况下，“未定义的行为”可能包括无法正确分类或在极少数情况下触发缓冲区溢出，直到航天飞机从轨道返回时您才可能注意到。所以不要那样。

为什么实现可能需要三向比较，这是一种可能性：对于具有很多重复值的输入，通过使用三向分区可以大大加快quicksort的速度。可以通过在相反方向上进行两次比较来进行双向比较来完成，但是实现者知道需要三向比较器时，很可能会在他们想知道的情况下测试是否相等。

Answer 2

如果元素A ==元素B但比较器函数告诉qsort B > A，则qsort会认为在{{1}之间应该还有其他元素}和A（不是这种情况），因此请执行不必要的检查。

Answer 3

从技术上讲，您可以使用小于号，因为a == b等效于!(a < b) && !(b < a)。

Answer 4

根据@Matteo Italia的评论，比较次数中存在效率问题，您可以使用等号减少比较次数，因为在某些情况下a == b和!(a < b) && !(b < a)是等效的（例如，当值为整数时）。

此外，在更一般的情况下（注释中没有特别提到在qsort中），您需要它来保持排序功能的稳定性。在相等的情况下，如果排序要稳定，则应该在比较中了解相等。您可以进一步了解排序here的稳定性。因此，稳定的排序方法需要返回三个值。

Answer 5

如果将quicksort内循环写成与此等效：

while(x[i] < pivot) i++;  // less-than
while(pivot < x[j]) j--;  // less-than

然后您仅需实现<就可以摆脱困境。

在任何情况下，只要使比较清楚调用者应该执行的操作即可坚持使用principle of least astonishment －如果您的比较函数指针命名为compare并且该函数的行为不应像通常的stdlib qsort比较委托，那么这是一个坏主意。

另一方面，如果您的参数被命名为less_than或isLessThan之类的东西，则对调用者来说应该更清楚比较功能所期望的结果：

 void sort(
     const void * arr,
     size_t num_items,
     size_t element_size, 
     bool (*is_less_than)(const void*, const void*)
 );

为什么赋予qsort（）的比较函数需要返回三个不同的值？

5 个答案: