排序是程序中非常常见的操作，它能够使程序运行更加高效。在C语言中，我们可以使用sort()函数来实现排序。sort()函数是C语言中的标准库函数，它可以对数组中的元素进行排序。下面我们来了解一下sort()函数的用法和具体实现。

一、sort()函数的基本用法

sort()函数的定义如下：

```

void sort(void *base, size_t nitems, size_t size,

int (*compar)(const void *, const void *));

```

这里的参数含义如下：

- base：指向要排序的数组首元素的指针；

- nitems：数组中元素的个数；

- size：数组中每个元素的大小；

- compar：指向比较函数的指针。

sort()函数的返回值是void，也就是没有返回值。下面我们来看一个简单的例子，实现对一个整型数组进行排序。

```c

#include

#include

int cmpfunc(const void *a, const void *b) {

return (*(int*)a - *(int*)b);

}

int main() {

int arr[] = { 10, 5, 8, 1, 2, 6 };

int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

qsort(arr, n, sizeof(int), cmpfunc);

for (int i = 0; i < n; i++) {

printf("%d ", arr[i]);

}

return 0;

}

```

这里我们定义了一个整型数组arr，然后使用qsort()函数进行排序。我们传入了4个参数：arr数组，数组长度n，每个元素的大小sizeof(int)，以及一个比较函数cmpfunc()。

cmpfunc()函数是我们自己编写的比较函数，它的作用是比较两个元素大小的先后关系。在sort()函数内部，它会调用这个比较函数来进行排序操作。cmpfunc()函数返回值为int，表示两个元素之间的关系。如果两个元素之间的大小关系符合我们的预期（比如从小到大），那么就返回一个负数；如果两个元素之间的大小关系刚好相等，那么就返回0；如果两个元素之间的大小关系与我们的预期相反，那么就返回一个正数。

在我们的例子中，我们只是简单地比较了两个int类型的值的大小关系，然后返回它们之间的差值。这也是sort()函数的默认比较函数（即如果我们不传入比较函数，那么sort()函数会自动调用默认的比较函数）。

二、sort()函数的实现

sort()函数的内部实现与具体平台相关，因为它需要使用底层的算法来实现排序。在大多数情况下，sort()函数使用的是快速排序算法，这是一种常见的高效排序算法。

快速排序算法的基本思路是：将一个数组分割成两个子数组，然后对这两个子数组分别进行排序。这个过程是递归的，直到子数组的大小为1或0。

具体来说，我们可以这样实现快速排序：

1. 从数组中挑出一个元素，作为"基准"(pivot)。

2. 将所有小于基准的元素放在基准前面，所有大于基准的元素放在基准后面（相同的可以放任意一边）。

3. 对基准前后两个子数组分别进行递归排序。

下面我们来看一下sort()函数的源码实现。

```c

#define mswap(a, b, size) do { \

register size_t __size = (size); \

register char *__a = (a), *__b = (b); \

do { \

char __tmp = *__a; \

*__a++ = *__b; \

*__b++ = __tmp; \

} while (--__size > 0); \

} while (0)

#define min(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))

#define swap(a, b, size) do { \

if ((&a) != (&b)) \

mswap(a, b, size); \

} while (0)

void sort(void *base, size_t nmemb, size_t size,

int (*compar)(const void *, const void *)) {

char *const p = base;

const size_t d = size;

size_t i, j, m;

char *pi, *pj, *pm;

if (nmemb < 7) { /* Insertion sort on smallest arrays */

for (i = 1; i < nmemb; i++) {

pm = &p[i*d];

for (j = i; j > 0 && compar(pm, pm-d) < 0; j--) {

swap(pm, pm-d, d);

pm -= d;

}

}

return;

}

/* Select median using Tukey's ``Ninther'' method */

pm = &p[(nmemb/2)*d];

if (nmemb > 7) {

size_t l = 0;

size_t n = nmemb-1;

size_t cd = d;

size_t v = nmemb/8;

char *pl = base;

char *pn = &p[n*d];

if (nmemb > 40) {

cd = d*(nmemb/8);

pl = &p[(nmemb/8)*d];

pn = &p[(nmemb-1-(nmemb/8))*d];

v = min(cd, 5*sizeof(size_t));

}

l = _med3(pl, pl+cd, pl+2*cd, compar);

m = _med3(pm-cd, pm, pm+cd, compar);

n = _med3(pn-2*cd, pn-cd, pn, compar);

pm = _med3((char*)l, (char*)m, (char*)n, compar);

}

/* Convert everything to partitioning elem and partition */

mswap(p, pm, d);

pi = pj = &p[d];

i = j = 1;

for (;;) {

while (i < nmemb && compar(pi, p) >= 0) {

if (compar(pi, p) == 0) {

swap(pi, pj, d);

pj += d;

}

i++;

pi += d;

}

while (j < nmemb && compar(pj, p) > 0) {

j++;

pj += d;

}

if (j == nmemb)

break;

swap(pi, pj, d);

pi += d;

pj += d;

i++;

j++;

}

while (compar(pi, p) <= 0 && pi <= &p[(nmemb-1)*d]) {

if (compar(pi, p) == 0) {

swap(pi, pj, d);

pj += d;

}

i++;

pi += d;

}

while (pj <= &p[(nmemb-1)*d] && compar(pj, p) == 0) {

j++;

pj += d;

}

if (pi > pj) {

i -= pi-pj;

pm = &p[(i-1)*d];

for (j = 1; j <= pj-p; j++, pm -= d) {

swap(pm, pj-j, d);

}

} else {

pm = &p[(i-1)*d];

for (j = 1; j <= pi-p; j++, pm += d) {

swap(pm, pi-j, d);

}

}

/* Recursively sort sub-partitions */

sort(p, i-1, d, compar);

sort(pi, nmemb-i+1, d, compar);

}

```

(sort()函数的源码参考了Linux操作系统的glibc库中的实现，这里只是精简了代码并添加了注释)

sort()函数内部使用了一些宏定义来辅助实现快速排序算法。首先，它定义了一个mswap宏，用来交换两个元素的值。然后，它定义了一个min宏，返回两个数中较小的一个。这两个宏都是为了辅助实现快速排序算法而设立的。

sort()函数的实现可以分为几个部分：

- 如果数组长度小于等于7，就直接使用插入排序对数组进行排序。

- 否则，选择一个元素作为中间值，然后使用partition函数将数组分成两部分。

- 将中间值与第一部分的最后一个元素交换，这样数组就被分为了三部分。

- 递归地对第一部分和第三部分进行排序。

其中，partition函数的作用是将数组分成两个子数组（也就是将小于中间值的元素放在左边，大于中间值的元素放在右边），然后返回分界点的下标。使用分界点的下标，sort()函数就可以将整个数组分成两个子数组，然后对这两个子数组进行递归排序了。

总之，sort()函数是C语言中一个非常常用的标准库函数。它可以实现快速排序算法，从而对数组进行排序。在使用sort()函数时，我们需要自己编写比较函数，以指定排序的顺序。当数组长度较小时，sort()函数会使用插入排序算法，以保证排序效率。