嘗試使用C qsort函數時出現問題

Question

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

float values[] = { 4, 1, 10, 9, 2, 5, -1, -9, -2,10000,-0.05,-3,-1.1 };

int compare (const void * a, const void * b)
{
    return ( (int) (*(float*)a - *(float*)b) );
}

int main ()
{

    int i;

    qsort (values, 13, sizeof(float), compare);

    for (i = 0; i < 13; i++)
    {
        printf ("%f ",values[ i ]);
    }
    putchar('\n');

    return 0;
}

結果是：

-9.000000 -3.000000 -2.000000 -1.000000 -1.100000 -0.050000 1.000000 2.000000 4.000000 5.000000 9.000000 10.000000 10000.000000

這是錯誤的，因為-1和-1.1的順序被改變了。 我相信它正在發生，因為我的“比較”功能。

我怎樣才能解決這個問題？

謝謝

Answer 1

您的比較功能已損壞。 例如，它表示-1.0等於（等價） -1.1 ，因為(int) ((-1.0) - (-1.1))為零。 換句話說，你自己告訴qsort -1.0和-1.1的相對順序無關緊要。 為什么你感到驚訝的是，在結果排序中這些值沒有排序？

通常，您應該避免通過從一個減去另一個來比較數值。 它只是不起作用。 對於浮點類型，由於很多不同的原因，它可能會產生不精確的結果，其中一個原因就是您自己觀察到的。 對於整數類型，它可能會溢出。

用於比較qsort兩個數值a和b的通用慣用法看起來像(a > b) - (a < b) 。 記住它並使用它。 在你的情況下，將是

int compare (const void * a, const void * b)
{
  float fa = *(const float*) a;
  float fb = *(const float*) b;
  return (fa > fb) - (fa < fb);
}

在C代碼中，定義宏可能非常有意義

#define COMPARE(a, b) (((a) > (b)) - ((a) < (b)))

並使用它而不是明確地拼寫出比較。

Answer 2

通過將差異舍入為整數，您將失去精度。

編輯：

修改比較功能

return (*(float*)a >= *(float*)b) ? 1 : -1;

為AndreyT編輯：我不認為只返回1或-1將導致無限循環或錯誤排序（它只會交換不需要它的相等值）。

具有返回0的明確情況將花費額外的浮點數，並且它們很少相等。 因此，如果輸入數據中的碰撞率很小，則可以省略對等式的比較。

Answer 3

要通過@AnT添加到現有答案，您可以通過SortChecker自動驗證您的qsort回調：

$ LD_PRELOAD=$HOME/sortcheck-master/bin/libsortcheck.so ./a.out
a.out[7133]: qsort: comparison function is not transitive (comparison function 0x4005cd (/home/iuriig/a.out+0x4005cd), called from 0x400614 (/home/iuriig/a.out+0x400614), cmdline is "./a.out")
-9.000000 -3.000000 -2.000000 -1.000000 -1.100000 -0.050000 1.000000 2.000000 4.000000 5.000000 9.000000 10.000000 10000.000000

此警告表示，對於某些輸入， compare報告x < y, y < z而不是x < z 。 要進一步調試此問題，請運行

export SORTCHECK_OPTIONS=raise=1

並檢查生成的codedump。