与 qsort 相比，可重入 qsort_r 函数的可移植性如何？

Question

qsort_r() 是 qsort() 的可重入版本，它接受一个额外的“thunk”参数并将其传递到比较函数中，我希望能够在可移植的 C 代码中使用它。 qsort() 是 POSIX 且无处不在，但 qsort_r() 似乎是 BSD 扩展。作为一个具体问题，Windows C 运行时中是否存在或具有等效项？

Answer 1

我尝试编写一个可移植版本的 qsort_r / qsort_s （称为 sort_r），并举例说明。我还将此代码放入 git 存储库 (https://github.com/noporpoise/sort_r)

struct sort_r_data
{
  void *arg;
  int (*compar)(const void *a1, const void *a2, void *aarg);
};

int sort_r_arg_swap(void *s, const void *aa, const void *bb)
{
  struct sort_r_data *ss = (struct sort_r_data*)s;
  return (ss->compar)(aa, bb, ss->arg);
}

void sort_r(void *base, size_t nel, size_t width,
            int (*compar)(const void *a1, const void *a2, void *aarg), void *arg)
{
  #if (defined _GNU_SOURCE || defined __GNU__ || defined __linux__)

    qsort_r(base, nel, width, compar, arg);

  #elif (defined __APPLE__ || defined __MACH__ || defined __DARWIN__ || \
         defined __FREEBSD__ || defined __BSD__ || \
         defined OpenBSD3_1 || defined OpenBSD3_9)

    struct sort_r_data tmp;
    tmp.arg = arg;
    tmp.compar = compar;
    qsort_r(base, nel, width, &tmp, &sort_r_arg_swap);

  #elif (defined _WIN32 || defined _WIN64 || defined __WINDOWS__)

    struct sort_r_data tmp = {arg, compar};
    qsort_s(*base, nel, width, &sort_r_arg_swap, &tmp);

  #else
    #error Cannot detect operating system
  #endif
}

示例用法：

#include <stdio.h>

/* comparison function to sort an array of int, inverting a given region
   `arg` should be of type int[2], with the elements
   representing the start and end of the region to invert (inclusive) */
int sort_r_cmp(const void *aa, const void *bb, void *arg)
{
  const int *a = aa, *b = bb, *p = arg;
  int cmp = *a - *b;
  int inv_start = p[0], inv_end = p[1];
  char norm = (*a < inv_start || *a > inv_end || *b < inv_start || *b > inv_end);
  return norm ? cmp : -cmp;
}

int main()
{
  /* sort 1..19, 30..20, 30..100 */
  int arr[18] = {1, 5, 28, 4, 3, 2, 10, 20, 18, 25, 21, 29, 34, 35, 14, 100, 27, 19};
  /* Region to invert: 20-30 (inclusive) */
  int p[] = {20, 30};
  sort_r(arr, 18, sizeof(int), sort_r_cmp, p);

  int i;
  for(i = 0; i < 18; i++) printf(" %i", arr[i]);
  printf("\n");
}

编译/run/output:

$ gcc -Wall -Wextra -pedantic -o sort_r sort_r.c
$ ./sort_r
 1 2 3 4 5 10 14 18 19 29 28 27 25 21 20 34 35 100

我已经在 mac & 上进行了测试linux。如果您发现错误/改进，请更新此代码。您可以随意使用此代码。

Answer 2

对于 Windows，您将使用 qsort_s： http://msdn.microsoft.com/en-us/library/4xc60xas(VS.80).aspx

显然，关于 BSD 和 GNU 的 qsort_r 版本不兼容存在一些争议，因此在生产代码中使用它时要小心： http://sourceware.org /ml/libc-alpha/2008-12/msg00003.html

顺便说一句，_s 代表“安全”，_r 代表“可重入” ”，但两者都意味着有一个额外的参数。

Answer 3

任何可移植性标准都没有指定它。另外，我认为将其称为 qsort 的“线程安全”版本是错误的。标准 qsort 是线程安全的，但 qsort_r 有效地允许您传递闭包作为比较函数。

显然在单线程环境中，使用全局变量和qsort可以达到相同的结果，但这种用法不是线程安全的。线程安全的另一种方法是使用线程特定的数据，并让比较函数从线程特定的数据中检索其参数（对于 POSIX 线程，pthread_getspecific，或 __thread gcc 和即将推出的 C1x 标准中的变量）。