指针进阶(续)

简介: 指针进阶(续)

函数指针


我们来看一段代码:


#include <stdio.h>
void test()
{
  printf("hehe\n");
}
int main()
{
  printf("%p\n", test);
  printf("%p\n", &test);
  return 0;
}


我们来看结果:


3cb1d3c0aeaf4e7894d357ac286fa1c3.png


输出的是两个地址,这两个地址是 test 函数的地址。

那我们的函数的地址要想保存起来,怎么保存?

下面我们看代码:


void test()
{
  printf("hehe\n");
}
  //下面pfun1和pfun2哪个有能力存放test函数的地址?
void (*pfun1)();
void *pfun2();

首先,能给存储地址,就要求pfun1或者pfun2是指针,那哪个是指针?


pfun1可以存放。pfun1先和*结合,说明pfun1是指针,指针指向的是一个函数,指向的函数无参数,返回值类型为void。


我们来看一段代码:


#include<stdio.h>
int Add(int x, int y)
{
  return x + y;
}
int main()
{   //pf就是函数指针变量
  int (*pf1)(int x, int y) = &Add;  //1
  int (*pf2)(int x, int y) = Add;   //2
  int sum1 = (*pf1)(3, 6);          //3
  int sum2 = (*pf2)(3, 6);          //4
  int sum3 = Add(3, 6);             //5
  printf("%d %d %d", sum1, sum2,sum3);
  return 0;
}


输出:9 9 9


由1234可以看出&Add与Add等效,pf1等效pf2,由2看出pf2等于Add,而Add可以直接用,那我们是否可以写成 int sum2 = pf2(3, 6);

答案是可以的,解引用只是方便大家理解, * 加不加、加多少都不影响结果。

&函数名的&也可以加,也可以不加。


我们来看下面两端代码:


//代码1
(  *( void (*)() )0  )();
//代码2
void (  *signal( int , void(*)(int) )  )(int);


代码1:


把0直接转换成为一个void (*)( )的函数指针,然后去调用0地址处的函数。


代码2;


我们先看里面的 signal( int , void(*)(int) ) ,signal是函数名,第一个参数是int型,第二个参数类型是 void( * )(int) ,也就是函数指针,这个函数指针参数是int型。

我们再来看剩下的:void ( * )(int);

这又是一个函数指针类型,说明signal函数返回类型是函数指针,指针指向的函数参数是int型,返回类型是 void


总结:


代码2是一次函数声明

声明的函数叫:signal

signal函数的第一个参数是 int 类型的

signal函数的第二个参数是一个函数指针类型,该函数指针指向的函数参数是 int ,返回类型是void

signal函数的返回类型也是一个函数指针类型,该函数指针指向的函数参数是 int ,返回类型是void


代码2太复杂,如何简化:


typedef void(*pfun_t)(int);   //把函数指针类型重新取名叫 pfun_t,也就是void(*)(int)的类型叫 pfun_t
pfun_t signal(int, pfun_t);


函数指针数组


数组是一个存放相同类型数据的存储空间,那我们已经学习了指针数组,

比如:


int *arr[10];  //指针数组
               //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?


int (*parr1[10])();     //哪一个是呢?
int *parr2[10]();
int (*)() parr3[10];


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。


函数指针数组的用途:转移表

我们看下面代码(实现计算器的加减乘除):


#include <stdio.h>
int add(int a, int b)
{
  return a + b;
}
int sub(int a, int b)
{
  return a - b;
}
int mul(int a, int b)
{
  return a * b;
}
int div(int a, int b)
{
  return a / b;
}
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("*************************\n");
  printf("请选择:");
  scanf("%d", &input);
  switch (input)
  {
  case 1:
    printf("输入操作数:");
    scanf("%d %d", &x, &y);
    ret = add(x, y);
    printf("ret = %d\n", ret);
    break;
  case 2:
    printf("输入操作数:");
    scanf("%d %d", &x, &y);
    ret = sub(x, y);
    printf("ret = %d\n", ret);
    break;
  case 3:
    printf("输入操作数:");
    scanf("%d %d", &x, &y);
    ret = mul(x, y);
    printf("ret = %d\n", ret);
    break;
  case 4:
    printf("输入操作数:");
    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\n");
    break;
  }
  } while (input);
  return 0;
}


我们发现上述代码有太多重复部分,那我们如何简化呢?

我们可以使用函数指针数组来实现:


#include <stdio.h>
int add(int a, int b)
{
  return a + b;
}
int sub(int a, int b)
{
  return a - b;
}
int mul(int a, int b)
{
  return a * b;
}
int div(int a, int b)
{
  return a / b;
}
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
  while (input)
  {
  printf("*************************\n");
  printf(" 1:add 2:sub \n");
  printf(" 3:mul 4:div \n");
  printf("*************************\n");
  printf("请选择:");
  scanf("%d", &input);
  if ((input <= 4 && input >= 1))
  {
    printf("输入操作数:");
    scanf("%d %d", &x, &y);
    ret = (*p[input])(x, y);    //不解引用也行
  }
  else
    printf("输入有误\n");
  printf("ret = %d\n", ret);
  }
  return 0;
}


相比而言代码简化了很多,避免了重复。


指向函数指针数组的指针


指向函数指针数组的指针是一个指针(从后往前看就容易理解)

指针指向一个数组 ,数组的元素都是函数指针 ;

如何定义?


void test(const char* str)
{
  printf("%s\n", str);
}
int main()
{
  //函数指针pfun
  void (*pfun)(const char*) = test;
  //函数指针的数组pfunArr
  void (*pfunArr[5])(const char* str);
  pfunArr[0] = test;
  //指向函数指针数组pfunArr的指针ppfunArr
  void (*(*ppfunArr)[5])(const char*) = &pfunArr;
  //ppfunArr先与*结合,就是指针,指向什么呢?我们把*去掉,得到:void (*(ppfunArr)[5])(const char*)
  //这不就是函数指针数组吗,所以这是指向函数指针数组pfunArr的指针ppfunArr
  return 0;
}


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,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。


我们来看一下qsort函数:


14605d254a1e4c2186477acf38374fd1.png


由上图我们可以看出qsort函数使用时,需要自己实现一个比较函数。

为什么要我们实现呢?

因为qsort函数不知道我们是比较整型还是字符串,不知道我们的比较方式,所以要给它一个标准。

我们来看一下qsort函数的使用:


注意:void *的作用:相当于一个垃圾桶,任意类型的指针变量都可以存进来,拿出去用时必须进行强制类型转换!


#include <stdio.h>
//qsort函数的使用者得实现一个比较函数
int int_cmp(const void * p1, const void * p2)
{
  return (*( int *)p1 - *(int *) p2);    
}            //若p1>p2则返回大于零的数,qsort调用后会交换p1和p2
int main()
{
  int arr[] = { 1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8, 0 };
  int i = 0;                 //把函数地址传入qsort,qsort会通过该地址调用该函数
  qsort(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;
}

输出:


08cd5792dd26465c8727738bbd86ce4e.png


如果我们要按从大到小排序呢?

我们只需要改动函数就可:


int int_cmp(const void * p1, const void * p2)
{
  return (*( int *)p2 - *(int *) p1);   //将p1和p2互换位置即可
}


冒泡排序


void mao_pao(int a[], int m)
{
  int i = 0;
  int j = 0;
  for(i;i<m-1;i++)
  for (j = 0; j < m - 1 - i; j++)
    if (a[j] > a[j + 1])
    {
    int tmp = a[j];
    a[j] = a[j + 1];
    a[j + 1] = tmp;
    }
}
int main()
{
  int a[10] = { 4,3,7,8,6,5,1,2,9,0 };
  int m = sizeof(a) / sizeof(a[0]);
  mao_pao(a, m);
  for (int i = 0; i < m; i++)
  printf("%d ", a[i]);
  return 0;
}


输出:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9


模拟实现qsort(采用冒泡的方式)


#include<stdio.h>
//实现两个变量之间的交换
void swp(char* e1, char* e2,int p)
{
  int i = 0;
  for (i; i < p; i++)
  {
  char m = *e1;
  *e1 = *e2;
  *e2 = m;
  e1++;
  e2++;
  }
}
//模拟实现qsort函数
void qsort_m(void* arr, int se, int p, int (*com)(const void*, const void*))
{
  int i = 0;
  for (i; i < se-1; i++)
  {
  int j = 0;
  for (j; j < se - 1 - i; j++)
    if (com((char*)arr + j * p, (char*)arr + (j + 1) * p) > 0)
    swp((char*)arr + j * p, (char*)arr + (j + 1) * p, p);
    //强制类型转换为char*型,这样就可以一个字节一个字节的访问了,
  }       //(char*)arr + j * p   表示j下标下元素的地址(p是单个元素大小)
}
//实现两个变量的比较
int comp(const void* e1, const void* e2)
{
  return *((int*)e1) - *((int*)e2);
}
int main()
{
  int i = 0;
  int arr[] = { 4,9,7,6,8,2,1,5,0,3 };
  int se = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  qsort_m(arr, se, sizeof(arr[0]), comp);
  for (i; i < se; i++)
  printf("%d ", arr[i]);
  return 0;
}


我们这是采用冒泡的方式模拟实现qsort,不代表qsort就是这么实现的,原理大概相同但是底层逻辑不同。


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