与qsort相比，可重入qsort_r函数的可移植性如何？

Question

qsort_r()是qsort()的重入版本，它接受一个额外的'thunk‘参数并将其传递给compare函数，我希望能够在可移植的C代码中使用它。qsort()是POSIX，到处都是，但qsort_r()似乎是一个BSD扩展。作为一个特定的问题，这在Windows C运行时中是否存在或具有等效项？

Answer 1

我尝试编写一个示例所示的qsort_r / qsort_s (称为sort_r)的可移植版本。我还将这段代码放入了一个git代码库(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/运行/输出：

$ 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和linux上测试过了。如果发现错误/改进，请更新此代码。您可以根据自己的意愿自由使用此代码。

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具有不兼容的qsort_r版本存在一些争议，所以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“重入”，但这两者都意味着有一个额外的参数。

Answer 3

它在任何可移植性标准中都没有规定。另外，我认为将其称为qsort的“线程安全”版本是错误的。标准的qsort是线程安全的，但是qsort_r实际上允许您传递一个闭包作为比较函数。

显然，在单线程环境中，您可以使用全局变量和qsort实现相同的结果，但这种使用不是线程安全的。线程安全的另一种方法是使用特定于线程的数据，并让比较函数从特定于线程的数据中检索其参数(使用POSIX线程的pthread_getspecific，或者在gcc和即将发布的C1x标准中的__thread变量)。