c - 如何为二维数组的 qsort 编写比较器函数？

Question

我有一个 n*2 大小的数组。我想根据第 2 列的值使用 qsort 对它们进行排序。

#include<stdio.h>
int cmp(const int **a, const int **b) {
    //return 0;
    //return *a[1] - *b[1]
    // return *a - *b;
}
int main()
{
    int t; // test cases
    scanf("%d", &t);
    for(int i=0; i<t; i++)  {
        int n;
        scanf("%d", &n); // size of array
        int **arr = (int **)malloc(n * sizeof(int *)); 

        for(int j =0; j< n; j++) {
            arr[j] = (int *) malloc(2*sizeof(int));
        }
        for(int j =0; j< 2; j++) {
            for(int k =0; k< n; k++) {
              scanf("%d", &arr[k][j]);
            }
        }
        for(int k =0; k< n; k++) {
            for(int j =0; j<= 1; j++) {
             printf("%d\t", arr[k][j]);
            }
            printf("\n");
        }
       // qsort(arr, n, sizeof(arr[0]), cmp);
    }
    return 0;
}

所以对于输入，

1 2 
3 6 
0 8 
5 4 
8 9 
5 7

输出是，

1 2
5 4
3 6
5 7
0 8
8 9

我试过了，但无法根据第二列对它们进行排序。我对将数组元素传递给比较器感到困惑。还要传递什么作为元素的大小？但我猜下面的前 2 个是正确的。

qsort(arr, n, sizeof(arr[0]), cmp);
//qsort(arr, n, sizeof((int *)), cmp);
//qsort(arr, n, 2 * sizeof((int)), cmp);

我尝试了比较器的各种组合。

请提示路径或解释。

Answer 1

比较函数的原型(prototype)在 qsort 函数的原型(prototype)中指定:

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

你的比较函数必须是兼容的，所以你可以这样定义它:

int cmp(const void *a, const void *b) {
    /* a and b are pointers to the array of pointers. */
    int *aa = *(int * const *)a;
    int *bb = *(int * const *)b;
    return (aa[1] > bb[1]) - (aa[1] < bb[1]);
}

或者没有转换:

int cmp(const void *a, const void *b) {
    /* a and b are pointers to the array of pointers. */
    int * const *aa = a;
    int * const *bb = b;
    int ia = (*aa)[1];
    int ib = (*bb)[1];
    return (ia > ib) - (ia < ib);
}

请注意，您不能使用简单的比较 aa[1] - bb[1]，因为它可能会溢出较大的值，最多只能产生不正确的输出。

此外，您输入的循环不正确:您应该以相反的顺序嵌套循环:

    for (int k = 0; k < n; k++) {
        for (int j = 0; j < 2; j++) {
           scanf("%d", &arr[k][j]);
        }
    }

修改后的版本:

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

int cmp(const void *a, const void *b) {
    /* a and b are pointers to the array of pointers. */
    int * const *aa = a;
    int * const *bb = b;
    int ia = (*aa)[1];
    int ib = (*bb)[1];
    return (ia > ib) - (ia < ib);
}

int main() {
    int t; // test cases
    scanf("%d", &t);
    for (int i = 0; i < t; i++) {
        int n;
        scanf("%d", &n); // size of array
        int **arr = malloc(sizeof(*arr) * n);

        for (int j = 0; j < n; j++) {
            arr[j] = malloc(sizeof(*arr[j]) * 2);
        }
        for (int k = 0; k < n; k++) {
            for (int j = 0; j < 2; j++) {
                scanf("%d", &arr[k][j]);
            }
        }
        qsort(arr, n, sizeof(arr[0]), cmp);
        for (int k = 0; k < n; k++) {
            for(int j = 0; j < 2; j++) {
                printf("%d\t", arr[k][j]);
            }
            printf("\n");
        }
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            free(arr[j]);
        }
        free(arr);
    }
    return 0;
}

您还可以使用实际的二维数组来简化代码:

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

int cmp(const void *a, const void *b) {
    const int *aa = a;
    const int *bb = b;
    return (aa[1] > bb[1]) - (aa[1] < bb[1]);
}

int main() {
    int t; // test cases
    scanf("%d", &t);
    for (int i = 0; i < t; i++) {
        int n;
        scanf("%d", &n); // size of array
        int (*arr)[2] = malloc(sizeof(*arr) * n);

        for (int k = 0; k < n; k++) {
            scanf("%d%d", &arr[k][0], &arr[k][1]);
        }
        qsort(arr, n, sizeof(arr[0]), cmp);
        for (int k = 0; k < n; k++) {
            printf("%d\t%d\n", arr[k][0], arr[k][1]);
        }
        free(arr);
    }
    return 0;
}