让我们处理按字母顺序排序字符串的实际问题。字符串排序用于准备列表表、编制索引和许多其他情况。

该程序主要是用strcmp()函数来确定两个字符串的顺序。一般的做法是读取字符串函数、排序字符串并打印出来。之前,我们设计了一个读取字符串的方案,该程序就用到这个方案。打印字符串没问题。程序使用标准的排序算法,稍后解释。我们使用了一个小技巧,看看读者是否能明白。程序演示了这个程序。

/* -- reads in strings and sorts them */
#include <;
#include <;
#define SIZE 81 /* string length limit, including 0 */
#define LIM 20 /* maximum number of lines to be read */
#define HALT "" /* null string to stop input */
void stsrt(char *strings[], int num);/* string-sort function */
char * s_gets(char * st, int n);

int main(void)
{
char input[LIM][SIZE]; /* array to store input */
char *ptstr[LIM]; /* array of pointer variables */
int ct = 0; /* input count */
int k; /* output count */

printf("Input up to %d lines, and I will sort ;,LIM);
printf("To stop, press the Enter key at a line's ;);
while (ct < LIM && s_gets(input[ct], SIZE) != NULL
&& input[ct][0] != '0')
{
ptstr[ct] = input[ct]; /* set ptrs to strings */
ct++;
}
stsrt(ptstr, ct); /* string sorter */
puts("nHere's the sorted list:n");
for (k = 0; k < ct; k++)
puts(ptstr[k]) ; /* sorted pointers */

return 0;
}

/* string-pointer-sorting function */
void stsrt(char *strings[], int num)
{
char *temp;
int top, seek;

for (top = 0; top < num-1; top++)
for (seek = top + 1; seek < num; seek++)
if (strcmp(strings[top],strings[seek]) > 0)
{
temp = strings[top];
strings[top] = strings[seek];
strings[seek] = temp;
}
}

char * s_gets(char * st, int n)
{
char * ret_val;
int i = 0;

ret_val = fgets(st, n, stdin);
if (ret_val)
{
while (st[i] != 'n' && st[i] != '0')
i++;
if (st[i] == 'n')
st[i] = '0';
else // must have words[i] == '0'
while (getchar() != 'n')
continue;
}
return ret_val;
}

我们用一首童谣来测试该程序:

Input up to 20 lines, and I will sort them.

To stop, press the Enter key at a line's start.

O that I was where I would be,

Then would I be where I am not;

But where I am I must be,

And where I would be I can not.

Here's the sorted list:

And where I would be I can not.

But where I am I must be,

O that I was where I would be,

Then would I be where I am not;

看来经过排序后,这首童谣的内容未受影响。

1 排序指针而非字符串

该程序的巧妙之处在于排序的是指向字符串的指针,而不是字符串本身。我们来分析一下具体怎么做。最初,ptrst[0]被设置为input[0],ptrst[1]被设置为input[1],以此类推。这意味着指针ptrst[i]指向数组input[i]的首字符。每个input[i]都是一个内含81个元素的数组,每个ptrst[i]都是一个单独的变量。排序过程把ptrst重新排列,并未改变input。例如,如果按字母顺序input[1]在intput[0]前面,程序便交换指向它们的指针(即ptrst[0]指向input[1]的开始,而ptrst[1]指向input[0]的开始)。这样做比用strcpy()交换两个input字符串的内容简单得多,而且还保留了input数组中的原始顺序。图11.6从另一个视角演示了这一过程。

Sorting string pointers

2 选择排序算法

我们采用选择排序算法(selection sort algorithm)来排序指针。具体做法是,利用for循环依次把每个元素与首元素比较。如果待比较的元素在当前首元素的前面,则交换两者。循环结束时,首元素包含的指针指向机器排序序列最靠前的字符串。然后外层for循环重复这一过程,这次从input的第2个元素开始。当内层循环执行完毕时,ptrst中的第2个元素指向排在第2的字符串。这一过程持续到所有元素都已排序完毕。

现在来进一步分析选择排序的过程。下面是排序过程的伪代码:

for n = first to n = next-to-last element,
find largest remaining number and place it in the nth element

具体过程如下。首先,从n = 0开始,遍历整个数组找出最大值元素,那该元素与第1个元素交换;然后设置n = 1,遍历除第1个元素以外的其他元素,在其余元素中找出最大值元素,把该元素与第2个元素交换;重复这一过程直至倒数第2个元素为止。现在只剩下两个元素。比较这两个元素,把较大者放在倒数第2的位置。这样,数组中的最小元素就在最后的位置上。

这看起来用for循环就能完成任务,但是我们还要更详细地分析“查找和放置”的过程。在剩余项中查找最大值的方法是,比较数组剩余元素的第1个元素和第2个元素。如果第2个元素比第1个元素大,交换两者。现在比较数组剩余元素的第1个元素和第3个元素,如果第3个元素比较大,交换两者。每次交换都把较大的元素移至顶部。继续这一过程直到比较第1个元素和最后一个元素。比较完毕后,最大值元素现在是剩余数组的首元素。已经排出了该数组的首元素,但是其他元素还是一团糟。下面是排序过程的伪代码:

for n - second element to last element,
compare nth element with first element; if nth is greater, swap values

看上去用一个for循环也能搞定。只不过要把它嵌套在刚才的for循环中。外层循环指明正在处理数组的哪一个元素,内层循环找出应存储在该元素的值。把这两部分伪代码结合起来,翻译成C代码,就得到了程序清单11.29中的stsrt()函数。顺带一提,C库中有一个更高级的排序函数:qsort()。该函数使用一个指向函数的指针进行排序比较。

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