【C语言进阶】 指针进阶(二)

简介: 【C语言进阶】 指针进阶(二)



前言:前面的的学习中,我们了解了字符指针,数组指针和指针数组,接下来就让我继续带大家了解函数指针,函数指针数组,以及回调函数等重要知识。

一.函数指针

1.1函数指针的认识

函数指针 -- 指向函数的指针

函数指针的一般形式:

       函数返回类型   (*函数名)(函数参数类型)

例如:

void test(char* p ,int arr[5])
{}
int main()
{
    void (*pf)(char* ,int*)=&test;
    //函数指针
    return 0;
}
函数名的意义:

函数名是函数的地址

&函数名也是函数的地址

1.2函数指针的使用

说明:pf前可以不加*,但加*是,要用括号括起来

代码分析:

( * ( void (*)() ) 0) ();

1.( void (*)() ) 0将0强制类型转化为void(*)()

2. * ( void (*)() ) 0调用0地址处的函数

二、函数指针数组

1.1函数指针的认识

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

函数指针数组的一般形式,例如:

       int  (*parr3[10]) ( );

1.2 函数指针数组实现计算器

函数的参数返回类型相同,我们就可以将函数指针改写成函数指针数组。

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;
}
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 input = 0;
  int x = 0;
  int y = 0;
  int  ret = 0;
  do
  {
    menu();
    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;
}

在case语句中,输入和输出函数多次出现,使得程序看起来杂乱,冗余。如果想要实现更多的功能,要增加case语句,解决起来十分的不变,而且繁琐。这是我们就可以用到函数指针数组来解决问题。

优化代码:

int main()
{
  int (*pfArr[5])(int, int) = { NULL,Add,Sub,Mul,Div };
  //下标                         0    1   2   3   4   
  do
  {
    menu();
    printf("请选择:");
    scanf("%d", &input);
    if (input > 0 && input < 5)
    {
      printf("输入操作数:");
      scanf("%d %d", &x, &y);
      ret = pfArr[input](x, y);
      printf("%d\n", ret);
    }
    else if (input == 0)
    {
      printf("退出程序\n");
    }
    else
    {
      printf("输入错误,请重新输入\n");
    }
  } while (input);
  return 0;
}

说明:在数组的第一个元素加NULL,使得Add函数的下标为一,让各个函数的下标菜单输入的数相对应,使得程序编写更加简便。

三、指向函数指针数组的指针

void test(const char* str)
{
     printf("%s\n", str);
}
int main()
{
     //函数指针pf
     void (*pf)(const char*) = test;
     //函数指针的数组pfArr
     void (*pfArr[5])(const char* str);
     //指向函数指针数组pfArr的指针ppfArr
     void (*(*ppfArr)[5])(const char*) = &pfArr;
     return 0;
}

代码解析:

&pfArr取出的是整个数组的地址,数组的地址应该放在数组指针中。pfArr是函数指针数组,所以它的地址应该放在指向函数指针数组的指针中。

*与ppfArr结合,说明ppfArr是指针,指向的是一个数组元素为5,类型为void(*)(const* char*)

四、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。

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;
}
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 (*p)(int ,int))
{
  int x = 0;
  int y = 0;
  int  ret = 0;
  printf("输入两个操作数:>");
  scanf("%d%d", &x, &y);
  ret = p(x, y);
  printf("%d\n", ret);
}
int main()
{
  int input = 0;
  do
  {
    menu();
    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("退出程序\n");
      break;
    default:
      printf("选择错误\n");
      break;
    }
  } while (input);
  return 0;
}

通过使用qsort函数加强对回调函数的理解

qsort函数的特点:

1.快速排序的方法

2.适用于任何类型的排序

void qsort(void* base, 
       size_t num, 
       size_t size,
         int (*cmp)(const void*, const void*));

我们从函数的定义可以看到,qsort函数调用时要传入四个参数

  • void* base                                                                                                                                     base指向的是待排序数组的第一个元素,由于我们不知道要排序数组的类型,所以使用void*
  • size_t num                                                                                                                                   待排序数组中元素的个数
  • size_t size                                                                                                                                    待排序数组中,一个元素所占字节的大小
  • int (*cmp)(const void*, const void*))                                                                                       cmp是比较函数,传入的是要比较的两个数的地址 用void*接收是因为不知道参数的类型。void* 是无具体类型类型的指针   可以接受任意类型的指针                                                                                                          
判断条件

int (*cmp)(const void* p1, const void* p2))

  • p1指向的值小于p2指向的值  --  返回小于0的数
  • p1指向的值等于p2指向的值  --  返回0
  • p1指向的值大于p2指向的值  --  返回大于0的值

注意:使用qsort函数是要引用头文件的

#include  <stdlib.h>

qsort排序整形

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int cmp_int(const void* p1, const void* p2)
{
  return (*(int*)p1 - *(int*)p2);
}
void print(int arr[], int sz)
{
  int i = 0;
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
    printf("%d ", arr[i]);
  }
}
void test()
{
  int arr[10] = { 4,7,1,3,0,8,2,5,6,9 };
  int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);
  print(arr, sz);
}
int main()
{
  test();
  return 0;
}

说明:qsort函数默认是升序的。我们只需将p1和p2的位置调换,就可以实现降序。

qosrt排序结构体

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
struct stu
{
  char name[20];
  int age;
};
int cmp_stu_by_name(const void* p1, const void* p2)
{
  return strcmp(((struct stu*)p1)->name, ((struct stu*)p2)->name);
}
void print(struct stu *p, int sz)
{
  int i = 0;
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
    printf("%s\n", (p + i)->name);
  }
}
void test()
{
  struct stu arr[] = { {"zhangsan",24},{"lisi",15},{"wangwu",30} };
  int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_stu_by_name);
  print(arr, sz);
}
int main()
{
  test();
  return 0;
}

用冒泡排序的思想,模拟实现功能类似qsort的函数

用冒泡排序实现全类型的排序会有三个问题

解决一我们可以仿照qsort函数传递void*的指针,同时传递要排序的元素的个数和每个元素的字节

解决二可以将两个元素的比较方法,以函数参数的形式传递。

void Swap(char* buf1, char* buf2, int size)//交换arr[j],arr[j+1]这两个元素
{
  int i = 0;
  char tmp = 0;
  for (i = 0; i < size; i++)
  {
    tmp = *buf1;
    *buf1 = *buf2;
    *buf2 = tmp;
    buf1++;
    buf2++;
  }
}
int cmp_int(const void* p1, const void* p2)
{
  return (*(int*)p1 - *(int*)p2); 
}
void bubble_sort(void* base, int sz, int size, int (*cmp)(const void*, const void*))
{
  int i = 0;
  for (i = 0; i < sz - 1; i++)
  {
    int j = 0;
    for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
    {
      //假设要排升序,cmp返回>0
      if (cmp((char*)base + j * size, (char*)base + (j + i) * size) > 0)
      {
        //交换
        Swap((char*)base + j * size, (char*)base + (j + i) * size, size);
      }
      
    }
  }
}
void print(int arr[], int sz)
{
  int i = 0;
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
    printf("%d ", arr[i]);
  }
}
void test()
{
  int arr[10] = { 4,7,1,3,0,8,2,5,6,9 };
  int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);
  print(arr, sz);
}
int main()
{
  test();
  return 0;
}

本次的内容到这里就结束啦。希望大家阅读完可以有所收获,同时也感谢各位读者的支持。文章有问题可以在评论区留言,博主一定认真认真修改,以后写出更好的文章。  

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