如何编写适用于整数的C标准库qsort比较函数？

如果你用过C标准库的qsort，大概率见过网上流传的这种整数比较函数示例：

int compare(const void *a, const void *b) {
    const int *ia = (const int *)a; // 转换指针类型
    const int *ib = (const int *)b;
    return *ia - *ib;
}

看起来简洁对吧？但这里藏着个大坑：有符号整数溢出/下溢，这在C里属于未定义行为。举个极端例子：如果*ia是INT_MAX（比如2147483647），*ib是-1，那*ia - *ib就会超出int的范围，程序可能崩溃、输出乱序，甚至出现更诡异的行为——毕竟未定义行为没有任何保障。

很多人可能会想到用更冗长的判断，但其实有既安全又优雅的解决方案：

方案一：直观的分支判断（最易读） #

int compare(const void *a, const void *b) {
    const int *ia = (const int *)a;
    const int *ib = (const int *)b;
    
    if (*ia < *ib) {
        return -1;
    } else if (*ia > *ib) {
        return 1;
    }
    return 0;
}

这种写法完全不涉及算术运算，通过直接的大小比较返回对应值，从根源上避免了溢出问题。逻辑清晰，哪怕是新手也能一眼看懂，维护起来毫无压力。

方案二：三元表达式简化（简洁且安全） #

如果觉得上面的分支有点啰嗦，可以用这个小技巧：

int compare(const void *a, const void *b) {
    const int *ia = (const int *)a;
    const int *ib = (const int *)b;
    return (*ia > *ib) - (*ia < *ib);
}

原理很简单：C语言中布尔表达式的结果是1（真）或0（假）。当*ia大于*ib时，(*ia > *ib)是1，(*ia < *ib)是0，相减得1；反之得-1；相等时两者都是0，相减得0。同样完全不会触发溢出，代码也更紧凑。

不管选哪种，都比用减法的危险实现靠谱得多——毕竟在C里，未定义行为是绝对要避免的雷区。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者balki