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C言語Tips集 - 配列やメモリ領域の内容を整列(sort)する

C言語で配列やメモリ領域の内容を整列 (sort) するには stdlib.h の qsort 関数を使用します．

qsort

#include <stdlib.h>

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

qsort 関数は，base が指すオブジェクトの配列 (要素数が nmemb 個，各要素の大きさが size である配列) を compar が指す比較関数にしたがって整列する関数です．ちなみに qsort 関数の名前はクイックソート (quick sort) に由来しますが，内部でクイックソートアルゴリズムを使用してる保障はありません．(処理系定義)

qsort 関数の引数をまとめると以下のようになります．

引数

  • base: 整列したい配列
  • nmemb: 配列の要素数
  • size: 配列の個々の要素のサイズ
  • compar: 比較関数

比較関数

qsort 関数を使用するには，事前にプログラマが比較関数 (compar) を実装しておく必要があります．比較関数は以下のルールに基づいて実装する必要があります．

  • 第 1 引数が第 2 引数より小さい場合: 0 より小さい値を返す
  • 第 1 引数が第 2 引数と一致する場合: 0 を返す
  • 第 1 引数が第 2 引数よりも大きい場合: 0 より大きい値を返す

C言語サンプルプログラム

以下に qsort 関数を使用して int 型の配列を昇順に整列するサンプルプログラムを示します．

/* header files */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

/* functions */
int compar(const int *val1, const int *val2);

/* main */
int main(void) {
    int ary[] = {9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1};
    int n = sizeof(ary) / sizeof(ary[0]);
    int i;

    /* 配列の内容を表示 */
    printf("整列前: ");
    for ( i = 0; i < n; i++ ) {
        printf("%d", ary[i]);
    }

    /* qsort 関数を使用して昇順に並び替える */
    qsort(ary, n, sizeof(int),
        (int (*)(const void *, const void *))compar
    );

    /* 配列の内容を表示 */
    printf("\n整列後: ");
    for ( i = 0; i < n; i++ ) {
        printf("%d", ary[i]);
    }
    printf("\n");

    return EXIT_SUCCESS;
}

/**
 * 比較関数
 */
int compar(const int *val1, const int *val2) {
    if ( *val1 < *val2 ) {
        return -1;
    } else if ( *val1 == * val2 ) {
        return 0;
    } else {
        return 1;
    }
}

実行例

サンプルプログラムの実行結果は以下のようになります．

整列前: 987654321
整列後: 123456789

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