mergesort(3) FreeBSDドキュメントJMan

QSORT(3) FreeBSD ライブラリ関数マニュアル QSORT(3)

名称

qsort, heapsort, mergesort − ソート関数

ライブラリ

標準 C ライブラリ (libc, −lc)

書式

#include <stdlib.h>

void

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

int

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

int

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

解説

qsort() 関数は、パーティション交換ソートの修正版、ようするにクイックソートです。 heapsort() 関数は、選択ソートの修正版です。 mergesort() 関数は、既に並んでいる箇所のあるデータをソートする、指数検索によるマージソートの修正版です。

qsort() 関数と heapsort() 関数は、 base によって初期メンバが指されている nmemb オブジェクトの配列をソートします。各オブジェクトのサイズは、 size で指定します。 mergesort() も同じように動作しますが、 size は ‘‘sizeof(void *) / 2’’ より大きくなければなりません。

配列 base の内容は、 compar が指す比較関数に従って昇順でソートされます。この関数では、比較するオブジェクトを指す、2 つの引数が必要です。

比較関数は、最初の引数が次の引数より小さい場合は 0 より小さい整数、等しい場合は 0、大きい場合は 0 より大きい整数を戻す必要があります。

qsort() 関数と heapsort() 関数は不安定です。つまり 2 つのメンバが等しい場合、ソート済み配列内での順序は不定になります。 mergesort() 関数は安定です。

qsort() 関数は、パーティション交換ソートの一種である、C.A.R. Hoare の ‘‘ クイックソート’’ アルゴリズムを実装しています。とくに D.E. Knuth のアルゴリズム Q を参照してください。 qsort() には、平均で O N lg N の時間がかかります。この実装では、メジアン選択を使用して、O N**2 という最悪なケースの動作を回避します。

heapsort() 関数は、選択ソートの一種である、J.W.J. William の ‘‘ヒープソート’’ アルゴリズムを実装しています。とくに D.E. Knuth のアルゴリズム H を参照してください。 heapsort() には、最悪のケースで O N lg N の時間がかかります。メモリをほとんど余分に使用しないという点のみが qsort() より優れています。一方、 qsort() はメモリを割り当てませんが、再帰を使用して実装されています。

mergesort() 関数では、 nmemb * size バイトのメモリが余分に必要となります。スペースに余裕がある場合のみに使用してください。 mergesort() は、既に並んでいる箇所のあるデータを扱うよう最適化されています。最悪のケースの時間は O N lg N で、最善のケースは O N です。

通常は、 heapsort() より mergesort() の方が速く、 mergesort() より qsort() の方が高速です。使用できるメモリ量や既に並んでいるデータ量により、この状況は変化します。

戻り値

qsort() 関数は値を戻しません。

関数 heapsort() および mergesort() は、処理が成功すると値 0 を返します。そうでない場合、値 -1 が返され、グローバル変数 errno が設定されてエラーを示します。

エラー

heapsort() 関数と mergesort() 関数は、以下のような場合にエラーとなります。

       [EINVAL]

size 引数が 0 であるか、 mergesort() の size 引数が ‘‘sizeof void * / 2’’ より小さい場合。

[ENOMEM]
heapsort() か mergesort() がメモリを割り当てられなかった場合。

互換性

旧バージョンの qsort() では、比較ルーチンが qsort(3) を呼び出すことはできませんでした。現在は呼び出せます。

関連項目

sort(1), radixsort(3)

       Hoare, C.A.R., "                         Quicksort",                                       The Computer Journal,                                                               5:1,                                                                      pp.10-15,              1962.
       Williams, J.W.J, "                           Heapsort",                                        Communications of the ACM,                                                                     7:1,     pp. 347-348,                    1964.
       Knuth, D.E., "                       Sorting and Searching",                                                 The Art of ComputerProgramming,                    Vol. 3,                              pp. 114-123, 145-149,                                                      1968.
       Mcilroy, P.M., "                         Optimistic Sorting and Information TheoreticComplexity",                    Fourth Annual ACM-SIAM Symposium on Discrete Algorithms,     January 1992.
       Bentley, J.L., "                         Engineering a Sort Function",     bentley@research.att.com,                                 January 1992.

規格

qsort() 関数は、 ISO/IEC 9899:1990 (‘‘ISO C89’’) に適合しています。

FreeBSD 10.0 June 4, 1993 FreeBSD 10.0