【C进阶】指针（二）

目录

六、函数指针数组

七、指向函数指针数组的指针

八、回调函数

1.回调函数

2.qsort快排：

3.使用回调函数，模拟实现qsort（采用冒泡的方式）

（1）参数1：void*base（数组）

（2）参数2：size_t num（数组中元素的个数）

（3）参数3：size_t size（每个元素的大小）

（4）int （*cmp）（const void*e1,const void *e2) (函数指针）

（5)cmp（（char*）base+j*size，（char*）base+（j+1)*size)（比较对象的地址）

（6）swap函数交换

六、函数指针数组

数组是一个存放相同类型数据的存储空间，我们已经学习了指针数组

eg：

int *arr[10] //整形指针数组-数组-存放的是整形指针

char *arr[5] //字符指针数组-数组-存放的是字符指针

那么把函数的地址存到一个数组中，那这个数组就叫函数指针数组，那函数指针的数组如何定义呢

int （*parr【10】）（ ）

parr先和【】结合，说明parr是数组，那么数组的内容是什么呢？

是int（*）（）类型的函数指针（从函数指针+数组名【】）

总结：

看pa和【】还是和*结合，

如果是和【】结合,那么pa就是数组

如果是和*结合，那么pa就是指针

eg：函数指针数组可以将类型为函数指针的元素放在一起

int Add(int x, int y){return x + y;}int Sub(int x, int y){return x - y;}int main(){int (*pf1)(int, int) = &Add;int (*pf2)(int, int) = ⋐//数组中存放相同类型的多个元素int (*pfArr[2])(int, int) = { &Add,&Sub };//pfArr是函数指针数组-存放函数指针的数组return 0;}

函数指针数组的用途:转移表

eg2：（计算器）

基础版：但是这个代码不好，如果想实现||，&&，&，|，>>,<<更多的功能还得重复写一些步骤，就很冗余

#includeint add(int x, int y){return x + y;}int sub(int x, int y){return x - y;}int mul(int x, int y){return x * y;}int div(int x, int y){return x / y;}void menu(){printf("***********************************\n");printf("***1.add 2.sub***************\n");printf("***3.mul 4.div***************\n");printf("***0.exit *************************\n");printf("***********************************\n");}int main(){int x, y = 0;int input = 0;int ret = 0;do{menu();printf("请选择:\n");scanf("%d", &input);switch (input){case 1:printf("请输入2个操作数：\n");scanf("%d %d", &x, &y);ret = add(x, y);printf("ret=%d\n", ret);break;case 2:printf("请输入2个操作数：\n");scanf("%d %d", &x, &y);ret = sub(x, y);printf("ret=%d\n", ret);break;case 3:printf("请输入2个操作数：\n");scanf("%d %d", &x, &y);ret = mul(x, y);printf("ret=%d\n", ret);break;case 4:printf("请输入2个操作数：\n");scanf("%d %d", &x, &y);ret = div(x, y);printf("ret=%d\n", ret);break;case 0:printf("退出程序\n");break;default:printf("选择错误，请重新选择\n");break;}} while (input);return 0;}

使用函数指针数组实现：

这样就统一起来了，更加简洁，方便，如果要加功能，只需要改菜单，数组定义，input的范围

#includeint add(int x, int y){return x + y;}int sub(int x, int y){return x - y;}int mul(int x, int y){return x * y;}int div(int x, int y){return x / y;}void menu(){printf("***********************************\n");printf("***1.add 2.sub***************\n");printf("***3.mul 4.div***************\n");printf("***0.exit *************************\n");printf("***********************************\n");}int main(){int x, y = 0;int input = 1;int ret = 0;int (*p[5])(int, int) = { NULL,&add,&sub,&mul,&div };//转移表(加个NULL是为了和数组下标统一）while (input){menu();printf("请选择:\n");scanf("%d", &input);if (input == 0){printf("退出程序\n");}else if (input = 1){printf("请输入2个操作数：\n");scanf("%d %d", &x, &y);ret = (*p[input])(x, y);//*可不写，和函数指针一样printf("ret=%d\n", ret);}else{printf("输入错误，请重新输入\n");}}return 0;}

注意：这样改的条件是：函数的返回类型和参数类型一样

七、指向函数指针数组的指针

（这部分内容不重要，但是可以拓展视野）

类比：指向指针数组的指针 int*（*p）【3】=&arr

指向函数指针数组的指针是一个指针，指针指向一个数组，数组元素都是函数指针

eg：

int（*（*p）【5】）（int，int）=&pfArr p是指向函数指针数组的指针

int（*【5】）（int，int）=&pfArr 函数指针数组类型

int（*）（int，int）=&pfArr函数指针类型

八、回调函数

1.回调函数

回调函数就是一个通过函数指针调用的函数，如果你把函数指针（地址）作为参数传递给另一个函数，当这个指针被用来调用函数其指向的函数时，我们就说这是回调函数，回调函数不是由该函数的实现方直接调用，而是在特定的事件或条件发生时由另外的一方调用的，用于对该事件或条件进行响应

简单来说就是有两个函数，通过函数指针得到一个函数A（回调函数）的地址，另一个函数

B（&A）实现间接调用A函数

注意：依赖函数指针才有回调函数

eg1：

计算器基础版简化：

这个部分每个case都在重复，那就用一个函数进行代替：

case 1:printf("请输入2个操作数：\n");scanf("%d %d", &x, &y);ret = add(x, y);//sub/mul/divprintf("ret=%d\n", ret);break;

运用回调函数进行改进：

#includeint add(int x, int y){return x + y;}int sub(int x, int y){return x - y;}int mul(int x, int y){return x * y;}int div(int x, int y){return x / y;}void menu(){printf("***********************************\n");printf("***1.add 2.sub***************\n");printf("***3.mul 4.div***************\n");printf("***0.exit *************************\n");printf("***********************************\n");}void calc(int (*pf)(int,int)){int x, y = 0;printf("请输入2个操作数：\n");scanf("%d %d", &x, &y);int ret = pf(x, y);printf("ret=%d\n", ret);}int main(){int input = 0;do{menu();printf("请选择:\n");scanf("%d", &input);switch (input){case 1:calc(add);break;case 2:calc(sub);break;case 3:calc(mul);break;case 4:calc(div);break;case 0:printf("退出程序\n");break;default:printf("选择错误，请重新选择\n");break;}} while (input);return 0;}

图解：

借助calc函数回调add，sub，mul，div等函数，是通过函数地址回调函数，逻辑就是进入case语句calc函数开始执行，当执行到ret=pf（x，y），又回调add等函数，回调结束又回到calc函数中

注意：add，sub，mul，div这些函数才是回调函数，而不是calc函数

eg2：

2.qsort快排：

对数据的排序方法有很多：冒泡排序，选择排序，插入排序，快速排序

为了对比qsort函数进行排序我们这里再来复习一下冒泡排序：

#includevoid print_arr(int* arr, int sz){for (int i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", arr[i]);}printf("\n");}void bubble_arr(int* arr, int sz){ for (int i = 0; i < sz-1; i++)//趟数{for (int j = 0; j  arr[j + 1]){int tmp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = tmp;}}}}int main(){int arr[] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);print_arr(arr, sz);bubble_arr(arr, sz);print_arr(arr, sz);return 0;}

但是这个冒泡排序只能排序int类型的数据，下面就来介绍qsort快排：

qsort函数是一个库函数，底层使用的快速排序的方式，对数据进行排序，这个函数可以直接使用，可以用来排序任意类型的数据

头文件：#include

void qsort( void *base, size_t num, size_t width, int (__cdecl *compare )(const void *elem1, const void *elem2 ) );

qsort（被排序数组的初始位置，要排序的数组的元素个数，一个元素所占字节，比较函数）

重点是最后一个参数，比较函数：

如果要升序(elem1<elem2),则return<0，就要return elem1-elem2

如果要降序(elem1>elem2),则return>0，就要return elem2-elem1

#include#includeint int_cmp(const void* e1, const void* e2){return (*(int*)e1 - *(int*)e2);}int main(){int arr[] = { 1,3,5,7,9,2,4,6,8,0 };qsort(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]), sizeof(arr[0]), int_cmp);for (int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++){printf("%d ", arr[i]);}printf("\n");return 0;}

比较不同类型的数据，方法是有差异的：

（1）排序整形数据，两个整形可以直接直接使用><比较

（2）比较结构体数据，两个结构体的数据可能不能使用>比较

（eg：字符串的比较得用strcmp）

注意：比较函数(__cdecl *compare )的返回值一定为int类型

比较函数就是回调函数，比较时没有直接用比较函数(__cdecl *compare )，而是通过函数指针传给qsort函数

为什么用void*类型的指针？

void*指针：无具体类型的指针

不能进行解引用操作，也不能进行+-整数的操作

它是用来存放任意类型数据的地址的

结构体类型数据快排：

//结构体类型struct Stu{char name[20];int age;};//int cmp_stu_by_age(const void* e1, const void* e2)//{//return ((struct Stu*)e1)->age - ((struct Stu*)e2)->age;//}//int cmp_stu_by_name(const void* e1, const void* e2)//{//return *(struct *)e1 - *(int*)e2;//}int cmp_stu_by_name(const void* e1, const void* e2){return strcmp(((struct Stu*)e1)->name , ((struct Stu*)e2)->name);}int main(){struct Stu arr[] = { {"zhangsan", 20}, {"lisi", 30}, {"wangwu", 12} };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_stu_by_age);qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_stu_by_name)；return 0;}

double类型的数据快排：这两种都可以

//浮点型数据int cmp_double(const void* e1, const void* e2){return (int)(*(double*)e1 > *(double*)e2);}//int cmp_double(const void* e1, const void* e2)//{//return *(double*)e1 3.使用回调函数，模拟实现qsort（采用冒泡的方式） 
如果像下面这样正常方法，的确是冒泡排序的方式，但是只能比较int类型的数据，而且没有回调函数
 
void bubble_sort(int arr[], int sz){//冒泡排序的趟数for (int i = 0; i < sz - 1; i++){//一趟冒泡排序for (int j = 0; j  arr[j + 1]){int tmp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = tmp;}}}}
下面来改改bubble_sort函数的参数：
（1）参数1：void*base（数组）
第一个参数int *arr肯定不行，要是想比较结构体等其他类型的数据，那就考虑像qsort函数一样传void*base（void*类型的指针，无具体类型的指针，这样可以存放任意类型的地址）
（2）参数2：size_t num（数组中元素的个数）
第二个参数还是数组中元素的个数（size_t num)，确定趟数等时候需要
(size_t类型表示C中任何对象所能达到的最大长度，它是无符号整形）
（头文件：#include）
（3）参数3：size_t size（每个元素的大小）
由于要对每个元素进行比较，如果只有两个参数不知道怎么取出下一个元素，那就需要给出第三个参数每个元素的大小（size_t size)
（4）int （*cmp）（const void*e1,const void *e2) (函数指针）
由于结构体的比较不能用比较，所以引入参数函数指针int （*cmp）（const void*e1,const void *e2) (e1和e2分别是两个指针，存放一个要比较的元素的地址）
e1指向的元素>e2指向的元素，返回>0的数字
e1指向的元素==e2指向的元素，返回0
e1指向的元素<e2指向的元素，返回<0的数字
（5)cmp（（char*）base+j*size，（char*）base+（j+1)*size)（比较对象的地址）
有了比较函数，那么怎么将arr【j】的和arr【j+1】的地址给e1和e2，如果是int类型的arr，那么先将void*base转化为int *类型，再加上j，即arr【j】的地址为（int *）base+j*size，但是如果是char类型的数组或者是结构体，那么又要改
为了统一，我们采用最小单元（char *），也就是将void*base强制转化为char *类型，然后再+j*size，那么最后比较就是cmp（（char*）base+j*size，（char*）base+（j+1)*size))
（6）swap函数交换
如果if条件中的比较函数为真，那么就需要交换进行比较的元素，以前的int tmp肯定不行，如果要交换其他类型的数据，那么就考虑写个swap函数，把交换元素的地址传进去
那怎么交换元素呢，为了统一可以考虑一个字节一个字节（char*）的进行交换，并且用for循环控制结束，直到走完元素总字节数结束循环，因为不同类型数据所占的字节数不同，而且传参传的是地址，那么就需要将数据的size传进来，即swap（char* buf1 ，char* buf2，size_t size)
完整的代码如下：
#include#includevoid swap(char* buf1, char* buf2,size_t size)程序员写的内部逻辑{for (int i = 0; i < size; i++){char tmp = * buf1;*buf1 = *buf2;*buf2 = tmp;buf1++;buf2++;}}void bubble_sort(void*base, size_t num, size_t size,int (*cmp)(const void*e1,const void*e2))//程序员写的内部逻辑{for (int i = 0; i < num - 1; i++){for (int j = 0; j  0){swap((char*)base + j * size, (char*)base + (j + 1) * size,size);}}}}void print_arr(int *arr,int sz){for (int i = 0;i name ,((struct Stu*)e2)->name);}int cmp_stu_by_age(const void* e1, const void* e2){return (((struct Stu*)e1)->age -( (struct Stu*)e2)->age);}void test2(){struct Stu arr[] = { {"zhangsan",20},{"list,30"},{"wangwu",15} };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_stu_by_name);//bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_stu_by_age);}int main(){//测试bubble_sort排序整型数据//test1();//测试bubble_sort排序结构体数据test2();return 0;}
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