定义一个二维数组并输入数据，将二维数组元素的值按升序排列，并输出排序后的二维数组。

小鱼儿 2024-02-05 18:45 34阅读 0赞

**目录**

问题：

回顾：

给出两种做法：

解法一：调用qsort 函数进行排序

代码：

运行结果：

解法二：冒泡排序

代码：

运行结果:

回顾里的4种方法的模板参考：

1.冒泡排序法：

2. 选择排序法：

3.插入排序法：

4.快速排序法：

--------------------

## 问题： ##

定义一个二维数组并输入数据，将二维数组元素的值按升序排列，并输出排序后的二维数组。

## 回顾： ##

可以使用多种方法来实现将二维数组元素按升序排列的算法。以下是几种常见的做法：

1.  冒泡排序法：对二维数组进行冒泡排序，每次比较相邻元素并交换位置，直到整个数组有序。
2.  选择排序法：在二维数组中选择最小元素，与当前位置的元素交换，并依次向后遍历和选择最小元素，直到整个数组有序。
3.  插入排序法：将未排序的元素逐个插入到已排序的部分中，类似于打扑克牌时的排序过程。
4.  快速排序法：选择基准元素，将数组划分为左右两个子数组，使得左边的元素都小于等于基准元素，右边的元素都大于等于基准元素，然后递归地对子数组进行快速排序。

## 给出两种做法： ##

### 解法一：调用`qsort 函数`进行排序 ###

#### 代码： ####

#include <stdio.h>
    
    // 定义比较函数，用于qsort排序
    int compare(const void *a, const void *b) {
        return (*(int*)a - *(int*)b);
    }
    
    int main() {
        int m, n;
        printf("请输入二维数组的行数和列数：");
        scanf("%d %d", &m, &n);
    
        int arr[m][n];
    
        printf("请输入二维数组的元素值：\n");
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                scanf("%d", &arr[i][j]);
            }
        }
    
        printf("输入的二维数组为：\n");
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                printf("%d ", arr[i][j]);
            }
            printf("\n");
        }
    
        // 将二维数组展开成一维数组
        int temp[m * n];
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                temp[i * n + j] = arr[i][j];
            }
        }
    
        // 使用标准库函数qsort对一维数组进行排序
        qsort(temp, m * n, sizeof(int), compare);
    
        // 将排序后的一维数组重新填充回二维数组
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                arr[i][j] = temp[i * n + j];
            }
        }
    
        printf("排序后的二维数组为：\n");
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                printf("%d ", arr[i][j]);
            }
            printf("\n");
        }
    
        return 0;
    }

// 定义比较函数，用于qsort排序
    int compare(const void *a, const void *b) {
        return (*(int*)a - *(int*)b);
    }

> **compare函数**是用作`qsort`函数的比较函数。在C语言中，`qsort`函数是一个标准库函数，用于对数组进行排序。它接受一个数组、数组中元素的数量、每个元素的大小以及一个比较函数作为参数，然后使用指定的比较函数对数组进行排序。
> 
> 比较函数的作用是定义元素之间的顺序关系。在这个示例中，比较函数`compare`用于升序排序。
> 
>  **它的参数类型是`const void*`**，这是因为`qsort`函数需要一个通用的比较函数，能够处理任意类型的元素。函数内部通过将参数转换成`int*`类型，并取值进行比较，返回一个整数来表示两个元素的相对顺序。
> 
> 比较函数的返回值有以下规定：
> 
>  *  **如果返回值小于0，表示第一个元素应该排在前面；**
>     
>      *   **如果返回值等于0，表示两个元素相等，顺序不变；**
>         
>          *  **如果返回值大于0，表示第二个元素应该排在前面。**
> 
> 通过定义不同的比较函数，我们可以实现不同的排序方式，例如降序排序或者按照其他自定义规则进行排序。

>  **qsort函数**是C语言中的一个库函数，主要用于**对数组进行排序**。它包含**四个参数**：**数组名**，**元素个数（从前往后计算）**，**数组元素所占字节（如int，double，char等所占字节）**以及**排序原则（**递增，递减，奇偶交叉等）。此外，为了实现特定的排序规则，我们需要提供一个比较函数。
> 
> 例如，如果我们想按照升序排列一个整数数组，我们可以定义一个比较函数如下：
> 
> **`int cmp(const void *a,const void *b) {`**
> 
> **`return * ( int *)a-* ( int *)b;`**
> 
> **`}`**
> 
> 然后调用`qsort (num, n, sizeof ( int ), cmp);`进行排序。
> 
> 需要注意的是，qsort函数是一个不稳定的排序算法，也就是说，相等元素的相对位置可能会在排序后改变。同时，qsort函数可以对任意类型的数组进行排序，只需自定义相应的比较函数即可。

#### 运行结果： ####

![c69a45da9c2d449b9efa7000c07761ea.png][]

### 解法二：冒泡排序 ###

#### 代码： ####

#include <stdio.h>
    
    int main() {
        int m, n;
        printf("请输入二维数组的行数和列数：");
        scanf("%d %d", &m, &n);
    
        int arr[m][n];
    
        printf("请输入二维数组的元素值：\n");
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                scanf("%d", &arr[i][j]);
            }
        }
    
        // 将二维数组展开成一维数组
        int temp[m * n];
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                temp[i * n + j] = arr[i][j];
            }
        }
    
        // 冒泡排序对一维数组进行升序排序
        for (int i = 0; i < m * n - 1; i++) {
            for (int j = 0; j < m * n - 1 - i; j++) {
                if (temp[j] > temp[j + 1]) {
                    int tempValue = temp[j];
                    temp[j] = temp[j + 1];
                    temp[j + 1] = tempValue;
                }
            }
        }
    
        // 将排序后的一维数组重新填充回二维数组
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                arr[i][j] = temp[i * n + j];
            }
        }
    
        // 输出排序后的二维数组
        printf("排序后的二维数组为：\n");
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                printf("%d ", arr[i][j]);
            }
            printf("\n");
        }
    
        return 0;
    }

> 1.  首先在主函数中，通过用户输入获取二维数组的行数和列数，然后根据用户输入的行数和列数定义一个二维数组arr\[m\]\[n\]。
> 2.  接着，用户被提示输入二维数组的元素值，通过两重循环遍历用户输入的元素，并将其存储在arr数组中。
> 3.  接下来，利用一个临时的一维数组temp\[m\*n\]来存储二维数组arr中的所有元素。通过两重循环将二维数组展开成一维数组，展开的方式是按照行优先的顺序，即先将第一行的元素存入一维数组，再存储第二行的元素，依次类推。
> 4.  之后，使用冒泡排序法对一维数组temp进行升序排序。冒泡排序法是通过相邻元素的比较和交换来实现排序的。
> 5.  排序完成后，再次利用两重循环将排序后的一维数组temp重新填充回二维数组arr中，还是按照行优先的顺序进行填充。
> 6.  最后，输出排序后的二维数组arr，同样通过两重循环逐行逐列地输出数组的元素。

#### 运行结果: ####

![00a9c5b9de8c4bd5beb97476391ea64d.png][]

--------------------

## 回顾里的4种方法的模板参考： ##

### 1.冒泡排序法： ###

#include <stdio.h>
    
    void bubbleSort(int arr[][N], int m, int n) {
        for (int k = 0; k < m * n - 1; k++) {
            for (int i = 0; i < m; i++) {
                for (int j = 0; j < n - 1; j++) {
                    if (arr[i][j] > arr[i][j + 1]) {
                        // 交换相邻元素
                        int temp = arr[i][j];
                        arr[i][j] = arr[i][j + 1];
                        arr[i][j + 1] = temp;
                    }
                }
            }
        }
    }
    
    int main() {
        // 输入二维数组和行列数省略
    
        bubbleSort(arr, m, n);
    
        // 输出排序后的二维数组省略
    
        return 0;
    }

### 2. 选择排序法： ###

#include <stdio.h>
    
    void selectionSort(int arr[][N], int m, int n) {
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                int minIndex = j;
                for (int k = j + 1; k < n; k++) {
                    if (arr[i][k] < arr[i][minIndex]) {
                        minIndex = k;
                    }
                }
                if (minIndex != j) {
                    // 交换元素
                    int temp = arr[i][j];
                    arr[i][j] = arr[i][minIndex];
                    arr[i][minIndex] = temp;
                }
            }
        }
    }
    
    int main() {
        // 输入二维数组和行列数省略
    
        selectionSort(arr, m, n);
    
        // 输出排序后的二维数组省略
    
        return 0;
    }

### 3.插入排序法： ###

#include <stdio.h>
    
    void insertionSort(int arr[][N], int m, int n) {
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            for (int j = 1; j < n; j++) {
                int key = arr[i][j];
                int k = j - 1;
                
                while (k >= 0 && arr[i][k] > key) {
                    arr[i][k + 1] = arr[i][k];
                    k--;
                }
                
                arr[i][k + 1] = key;
            }
        }
    }
    
    int main() {
        // 输入二维数组和行列数省略
    
        insertionSort(arr, m, n);
    
        // 输出排序后的二维数组省略
    
        return 0;
    }

### 4.快速排序法： ###

#include <stdio.h>
    
    void quickSort(int arr[][N], int low, int high) {
        if (low < high) {
            int pivotIndex = partition(arr, low, high);
            quickSort(arr, low, pivotIndex - 1);
            quickSort(arr, pivotIndex + 1, high);
        }
    }
    
    int partition(int arr[][N], int low, int high) {
        int pivot = arr[high][N-1];
        int i = low - 1;
    
        for (int j = low; j < high; j++) {
            if (arr[j][N-1] <= pivot) {
                i++;
                swap(arr[i], arr[j]);
            }
        }
    
        swap(arr[i + 1], arr[high]);
    
        return i + 1;
    }
    
    void swap(int* a, int* b) {
        int temp = *a;
        *a = *b;
        *b = temp;
    }
    
    int main() {
        // 输入二维数组和行列数省略
    
        quickSort(arr, 0, m - 1);
    
        // 输出排序后的二维数组省略
    
        return 0;
    }

[c69a45da9c2d449b9efa7000c07761ea.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/a380975307a64cfd9b937d716e01cab9.png
[00a9c5b9de8c4bd5beb97476391ea64d.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/30/3f8ddb12e5774d049fff5426fe6e825c.png