浅学指针(4)函数指针数组和qsort的使用

简介: 浅学指针(4)函数指针数组和qsort的使用

前言

掌握函数指针数组的使用,qsort函数的实现。


1.函数指针数组的⽤途

作用:可以让代码更简洁,逻辑更清晰

计算机的实现:

简单的加减法运算

代码1


#include <stdio.h>
int add(int a, int b)//加法
{
  return a + b;
}
int sub(int a, int b)//减法
{
  return a - b;
}
int main()
{
  int x, y;
  int input = 1;
  int ret = 0;
 do
 {
  printf("*************************\n");
  printf(" 1:add       2:sub \n");
  printf(" 0:exit      \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;
  default:
    printf("选择错误\n");
    break;
  }
 } while (input);
 return 0;
}

404d8741dfff418fa137c16d803383f4.png


这个时候就可以用函数指针数组了,

改造:

代码2


#include <stdio.h>
int add(int a, int b)
{
  return a + b;
}
int sub(int a, int b)
{
  return a - b;
}
void calc(int(*pf)(int, int))
{
  int ret = 0;
  int x, y;
  printf("输⼊操作数:");
  scanf("%d %d", &x, &y);
  ret = pf(x, y);
  printf("ret = %d\n", ret);
}
int main()
{
  int x, y;
  int input = 1;
  int ret = 0;
  int(*p[3])(int x, int y) = { 0, add, sub }; //转移表
 do
 {
    printf("*************************\n");
  printf(" 1:add       2:sub \n");
  printf(" 0:exit      \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);
    printf( "ret = %d\n", ret);
  }
  else if(input == 0)
  {
    printf("退出计算器\n");
  }
  else
  {
    printf( "输⼊有误\n" ); 
  }
    return 0;
}



看这样子是不是很简洁,那么是怎么调用的呢?


int(*p[3])(int x, int y) = { 0, add, sub };


如图:

d2de54c8e70440498de4922ab5177151.png


2. 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。上面代码1中我们写的计算机的实现的代码中,红⾊框中的代码是重复出现的,其中虽然执⾏计算的逻辑是区别的,但是输⼊输出操作是冗余的,有没有办法,简化⼀些呢?

因为红⾊框中的代码,只有调⽤函数的逻辑是有差异的,我们可以把调⽤的函数的地址以参数的形式传递过去,使⽤函数指针接收,函数指针指向什么函数就调⽤什么数,这⾥其实使⽤的就是回调函数的功能。


3 . qsort函数

qsort函数可以排序所有数据类型

传参必要参数:

d4a2e87c37184b879ef0319eba277ace.png

那她是怎么实现的呢?

代码3:


#include <stdio.h>
//qosrt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);
}
int main()
{
  int arr[] = { 1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8, 0 };
  int i = 0;
  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;
}


解释如图:

a3eca975d2f1467db785660acf7e0209.png

比较函数是用函数指针接收,内部实现后面我还会讲

3. 1使⽤qsort排序结构体数据

可以按名字,也可以按年龄

代码4:


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 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_age);
}
//按照名字来排序
void test3()
{
  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()
{
  test2();
  test3();
 return 0;
}


其中代码解释,如图:

bcd8a24c63e441a387a5d33493682421.png


5 …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)。


补充:qsort可以排所有的数据类型,下面写的代码是qsort内部实现

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)//比较函数跟qsort函数的比较函数一样
{
  return (*( int *)p1 - *(int *) p2);
}
void _swap(void *p1, void * p2, int size)
{
  int i = 0;
  for (i = 0; i< size; i++)//因为不知道数据类型(void)所以两个元素选择一个一个字节交换
  {
    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++){//和冒泡相似
    if (cmp ((char *) base + j*size , (char *)base + (j + 1)*size) > 0)//cmp函数返回值是int,判断>0,如果成立,执行语句
    {
    _swap(( char *)base + j*size, (char *)base + (j + 1)*size, size);//size是宽度,不知道
    }
  }
  }
 }
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++)//打印
  {
    printf( "%d ", arr[i]);
  }
  printf("\n");
 return 0;
}


解析:在上面代码注释里,还有if语句代码的解释,如图:

5957ca80c93f403784a4d96640ebb41a.png



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