深入理解指针
指针系列回顾
【C语言基础】：深入理解指针(一)
【C语言基础】：深入理解指针(二)
【C语言基础】：深入理解指针(三)
一、函数指针变量
4.1 函数指针变量的创建
什么是函数指针变量呢？
根据前⾯学习整型指针，数组指针的时候，我们的类比关系，我们不难得出结论：
函数指针变量应该是⽤来存放函数地址的，未来通过地址能够调用函数的。
那么函数是否有地址呢？
我们做个测试：
#include<stdio.h> void test() { printf("hello world"); } int main() { printf("test = %p\n", test); printf("&test = %p\n", &test); return 0; }
可以看到确实打印出来了地址，所以函数是有地址的，函数名就是函数的地址，当然也可以通过 &函数名的方式获得函数的地址。
如果我们要将函数的地址存放起来，就得创建函数指针变量咯，函数指针变量的写法其实和数组指针非常类似。如下：
void test() { printf("hehe\n"); } void (*pf1)() = &test; void (*pf2)()= test; int Add(int x, int y) { return x+y; } int(*pf3)(int, int) = Add; int(*pf3)(int x, int y) = &Add;//x和y写上或者省略都是可以的
函数指针类型解析：
4.2 函数指针变量的使用
通过函数指针调用指针指向的函数。
#include<stdio.h> int Add(int x, int y) { return x + y; } int main() { int (*pf3)(int, int) = Add; printf("%d\n", (*pf3)(3, 3)); printf("%d\n", pf3(3, 9)); return 0; }
4.3 typedef关键字
typedef 是用来类型重命名的，可以将复杂的类型，简单化。
比如，你觉得 unsigned int 写起来不方便，如果能写成 uint 就方便多了，那么我们可以使用：
typedef unsigned int uint; //将unsigned int 重命名为uint
如果是指针类型，能否重命名呢？其实也是可以的，比如，将 int* 重命名为 ptr_t ,这样写：
typedef int* ptr_t;
但是对于数组指针和函数指针稍微有点区别：
比如我们有数组指针类型 int(*)[5] ,需要重命名为 parr_t ，那可以这样写：
typedef int(*parr_t)[5]; //新的类型名必须在*的右边
函数指针类型的重命名也是⼀样的，比如，将 void(*)(int) 类型重命名为 pf_t ,就可以这样写：
typedef void(*pfun_t)(int);//新的类型名必须在*的右边
二、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，比如：
int *arr[10]; //数组的每个元素是int*
那要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？
以下哪个是函数指针数组的定义方式呢？
int (*parr1[3])(); int *parr2[3](); int (*)() parr3[3];
答案是：parr1
parr1 先和 [] 结合，说明 parr1是数组，数组的内容是什么呢？是 int (*)() 类型的函数指针。
三、转移表
函数指针数组的用途：转移表
【举例】：计算器的一般实现：
#include<stdio.h> int 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; } int main() { int x, y; int input = 1; int ret = 0; do { printf("*****************************\n"); printf(" 1、add 2、sub \n"); printf(" 3、mul 4、div \n"); printf(" 0、exit \n"); printf("*****************************\n"); printf("请选择："); scanf("%d", &input); switch (input) { case 1: printf("请输入两个数："); scanf("%d %d", &x, &y); ret = add(x, y); printf("ret = %d\n", ret); break; case 2: printf("请输入两个数："); scanf("%d %d", &x, &y); ret = sub(x, y); printf("ret = %d\n", ret); break; case 3: printf("请输入两个数："); scanf("%d %d", &x, &y); ret = mul(x, y); printf("ret = %d\n", ret); break; case 4: printf("请输入两个数："); scanf("%d %d", &x, &y); ret = div(x, y); printf("ret = %d\n", ret); break; case 0: printf("退出游戏\n"); break; default: printf("输入错误\n"); break; } } while (input); return 0; }
可以发现，这样的代码有太多重复，那我们用函数指针数组的实现：
#include<stdio.h> int 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; } int main() { int x, y; int input = 1; int ret = 0; int (*p[5])(int x, int y) = { 0, add, sub, mul, div }; //转移表 do { printf("*****************************\n"); printf(" 1、add 2、sub \n"); printf(" 3、mul 4、div \n"); printf(" 0、exit \n"); printf("*****************************\n"); printf("请选择："); scanf("%d", &input); if ((input <= 4 && input >= 1)) { printf("请输入两个操作数："); scanf("%d %d", &x, &y); ret = (*p[input])(x, y); printf("ret = %d\n", ret); } else if (input == 0) { printf("退出计算器\n"); } else { printf("输入错误\n"); } } while (input); return 0; }
这样可以减少很多冗余的代码，而且后续添加新功能也比较方便。
四、回调函数
4.1 什么是回调函数
回调函数就是⼀个通过函数指针调⽤的函数。
如果你把函数的指针（地址）作为参数传递给另⼀个函数，当这个指针被用来调用其所指向的函数时，被调⽤的函数就是回调函数。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。
上面的计算器示例也可以用回调函数实现
#include<stdio.h> int 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 calc(int(*pf)(int, int)) { int ret = 0; int x, y; printf("请输入两个操作数："); scanf("%d %d", &x, &y); ret = pf(x, y); printf("ret = %d\n", ret); } int main() { int input = 1; int (*p[5])(int x, int y) = { 0, add, sub, mul, div }; //转移表 do { printf("*****************************\n"); printf(" 1、add 2、sub \n"); printf(" 3、mul 4、div \n"); printf(" 0、exit \n"); printf("*****************************\n"); printf("请选择："); 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("退出计算器\n"); break; default: printf("输入错误\n"); break; } } while (input); return 0; }
4.2 qsort使用举例
C 语言标准库中的 qsort 函数是用于排序数组的函数，其原型如下：
void qsort(void *base, size_t num, size_t size, int (*compar)(const void *, const void *));
- base：指向要排序的数组的起始地址的指针。
- num：数组中元素的个数。
- size：每个元素的大小（以字节为单位）。
- compar：指向比较函数的指针。比较函数的原型应为 int compar(const void *a, const void *b)，返回值为负数、零或正数，分别表示第一个参数小于、等于或大于第二个参数。
4.2.1 使用qsort函数排序整形数据
#include<stdio.h> int int_tmp(const void* p1, const void* p2) { return (*(int*)p1 - *(int*)p2); } int main() { int arr[] = { 1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8, 0 }; int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); qsort(arr, sz, sizeof(int), int_tmp); int i = 0; for (i = 0; i < sz; i++) { printf("%d ", arr[i]); } printf("\n"); return 0; }
4.2.2 使用qsort排序结构数据
struct Stu //学⽣ { char name[20];//名字 int age;//年龄 }; //假设按照年龄来⽐较 int cmp_stu_by_age(const void* e1, const void* e2) { return ((struct Stu*)e1)->age - ((struct Stu*)e2)->age; } //strcmp - 是库函数，是专⻔⽤来⽐较两个字符串的⼤⼩的 //假设按照名字来⽐较 int cmp_stu_by_name(const void* e1, const void* e2) { return strcmp(((struct Stu*)e1)->name, ((struct Stu*)e2)->name); } //按照年龄来排序 void test1() { struct Stu s[] = { {"zhangsan", 20}, {"lisi", 30}, {"wangwu", 15} }; int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]); qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_stu_by_age); } //按照名字来排序 void test2() { struct Stu s[] = { {"zhangsan", 20}, {"lisi", 30}, {"wangwu", 15} }; int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]); qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_stu_by_name); } int main() { test1(); test2(); return 0; }
4.2.3 qsort函数的模拟实现
使⽤回调函数，模拟实现qsort（采⽤冒泡的⽅式）。
注意：这里第⼀次使用 void* 的指针，讲解 void* 的作用。
#include<stdio.h> int int_cmp(const void* p1, const void* p2) { return (*(int*)p1 - *(int*)p2); } void _swap(void* p1, void* p2, int size) { int i = 0; for (i = 0; i < size; i++) { char tmp = *((char*)p1 + i); *((char*)p1 + i) = *((char*)p2 + i); *((char*)p2 + i) = tmp; } } void bubble(void* base, int count, int size, int(*cmp)(void*, void*)) { int i = 0; int j = 0; for (i = 0; i < count - 1; i++) { for (j = 0; j < count - i - 1; j++) { if (cmp((char*)base + j * size, (char*)base + (j + 1) * size) > 0) { _swap((char*)base + j * size, (char*)base + (j + 1) * size, size); } } } } int main() { int arr[] = { 1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8, 0 }; int i = 0; bubble(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]), sizeof(int), int_cmp); for (i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++) { printf("%d ", arr[i]); } printf("\n"); return 0; }
