C语言之深入指针及qsort函数（五）（详解介绍）

C语言之深入指针

在这篇博客看不懂的可以看看这篇C语言之深入指针（四）在上篇博客中介绍了：

  1. 函数指针变量
  2. 函数指针数组
  3. 简易计算器的实现\

文章目录

  • C语言之深入指针
    • 1 回调函数
    • 2 qsort函数的使用
      • 2.1 使用冒泡排序排序整型数组
      • 2.2 使用qsort函数排序整型数组
      • 2.2 使用qsort函数排序结构体数组
        • 2.2.1 按照年龄来排序
        • 2.2.2 按照名字来排序
      • 3 qsort函数总结

1 回调函数

使用回调函数修改前的代码：

#include <stdio.h>

void menu()
{
	printf("********************************\n");
	printf("*******   1. Add   2. Sub  *****\n");
	printf("*******   3. Mul   4. Div  *****\n");
	printf("*******   0. exit         ******\n");
	printf("********************************\n");
}

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 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("请输入操作数:>>");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = Add(x, y);
			printf("%d\n", ret);
			break;
		case 2:
			printf("请输入操作数:>>");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = Sub(x, y);
			printf("%d\n", ret);
			break;
		case 3:
			printf("请输入操作数:>>");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = Mul(x, y);
			printf("%d\n", ret);
			break;
		case 4:
			printf("请输入操作数:>>");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = Div(x, y);
			printf("%d\n", ret);
			break;
		case 0:
			printf("退出计算器\n");
			break;
		default:
			printf("请重新输入\n");
		}
	} while (input);
	return 0;
}

case 1:
			printf("请输入操作数:>>");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = Add(x, y);
			printf("%d\n", ret);
			break;

在上述代码中，可以看到在每个case语句中，代码基本相似，基本逻辑是一致的，但是输入和输出部分完全一致这么写显得代码很冗余，那么我们可以使用回调函数来减少代码的重复

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

使用回调函数修改后的代码：

#include <stdio.h>

void menu()
{
	printf("********************************\n");
	printf("*******   1. Add   2. Sub  *****\n");
	printf("*******   3. Mul   4. Div  *****\n");
	printf("*******   0. exit         ******\n");
	printf("********************************\n");
}

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 cacl(int (*p) (int, int) )
{
	int x = 0;
	int y = 0;
	int ret = 0;
	printf("请输入操作数:>>");
	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:
			cacl(Add);
			break;
		case 2:
			cacl(Sub);
			break;
		case 3:
			cacl(Mul);
			break;
		case 4:
			cacl(Div);
			break;
		case 0:
			printf("退出计算器\n");
			break;
		default:
			printf("请重新输入\n");
			break;
		}
	} while (input);
	return 0;
}

在上述代码中，使用了回调函数 cacl ，将函数的地址传给了回调函数，在回调函数中使用了加法等函数，减少了代码的重复
cacl函数的形参部分为函数指针类型用来接收函数的地址

2 qsort函数的使用

2.1 使用冒泡排序排序整型数组

给定一个整型数组，要求将其排序
最简单的方法就是使用冒泡排序
代码如下：

#include <stdio.h>
void bobble_sort(int arr[], int sz)
{
	int i = 0;
	int tmp = 0;
	for (i = 0; i < sz-1; i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = tmp;
			}
		}
	}
}

Print(int arr[], int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("\n");
}
int main()

{
	int arr[] = { 1,4,7,2,5,8,10,3,6,9 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	Print(arr, sz);
	bobble_sort(arr, sz);
	Print(arr, sz);
	return 0;
}

2.2 使用qsort函数排序整型数组

在2.1中使用冒泡排序排序了整型数组，但是bobble_sort这个函数只能排序整型数组，在C语言中有这么一个函数——qsort可以排序任意类型的数组

void qsort (void* base,
            size_t num, 
            size_t size,            
            int (*compar)(const void*,const void*));//qsort函数的声明

在这里插入图片描述
（图片转载至https://cplusplus.com/）
在cplusplus中介绍到，qsort函数有四个形参

  1. void* base   //base指向的数组中第一个的元素  void* 为泛型指针可以接收任意类型的指针
  2. size_t num  //base指向的数组中元素的个数（待排序数组中的元素个数）
  3. size_t size  //base指向的数组中元素的大小（单位是字节）
  4. int (compar)(const void,const void*)) //函数指针 - 指针指向的函数是用来比较数组中的2个元素的
  5. 4中函数指针的例子：int compar (const void* p1, const void* p2);

我将在代码中详细介绍：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>    //使用qsort需要包含的头文件

//int compar (const void* p1, const void* p2);
int sort_intarr(const void* p1, const void* p2)  //比较数组中两个元素 形参类型是固定的
{
	return (*(int*)p1 - *(int*)p2);
}

Print(int arr[], int sz)  //打印输出
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("\n");
}
int main()
{
	int arr[] = { 1,4,7,2,5,8,10,3,6,9 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);   //计算数组元素个数
	Print(arr, sz);  //排序前打印一次
	qsort(arr,sz,sizeof(arr[0]), sort_intarr);
	Print(arr, sz); //排序前打印一次后
	return 0;
}

qsort(arr,sz,sizeof(arr[0]), sort_intarr);

一、
在上述代码中传给了qsort函数4个参数
1 arr为数组名，即传给了qsort第一个元素
2 sz为计算出的元素个数
3 sizeof(arr[0])为计算出一个元素的大小
4 sort_intarr为自己写的一个函数，用于比较两个元素

int sort_intarr(const void* p1, const void* p2)
{
	return (*(int*)p1 - *(int*)p2);
}

二、
在上述代码中定义了一个sort_intarr函数用来比较两个元素的大小
return ( * (int * )p1 - (int * )p2);
1 由于形参为void*类型的数据，需要转换成int类型的数据进行比较

TIPS：如果想降序排列可以将return ( * (int * )p1 - * (int * )p2);改为return ( * (int * )p2 - * (int * )p1);

2.2 使用qsort函数排序结构体数组

由于结构体中的数据类型很多，所以我们得按需求来实现函数

2.2.1 按照年龄来排序

代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct Stu
{
	char name[20];
	int age;
};

int cmp_struct_by_age(const void* p1, const void* p2)
{
	return ((struct Stu*)p1)->age - ((struct Stu*)p1)->age;
	//return (*(struct Stu*)p1).age - (*(struct Stu*)p1).age;
	//两段代码等价
}

int main()
{
	struct Stu arr[] = { {"zhangsan",25},{"lisi",18} ,{"wangwu",30} };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_struct_by_age);
	return 0;
}

一、
与排序整型数组一样，传入的参数都是那4种

1 arr为数组名，即传给了qsort第一个元素
2 sz为计算出的元素个数
3 sizeof(arr[0])为计算出一个元素的大小
4 cmp_struct_by_age为自己写的一个函数，用于比较两个元素

//两段代码等价
return ((struct Stu*)p1)->age - ((struct Stu*)p1)->age;
return (*(struct Stu*)p1).age - (*(struct Stu*)p1).age;

二、
1 由于是结构体数组，所以要将void*类型的数据强制转换成结构体类型
2 如果使用 ( -> ) 操作符结构体数组不使用解引用操作符来使用
3 要想使用 ( . ) 操作符的话，需要在前面加上解引用操作符

2.2.2 按照名字来排序

代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>   //使用strcmp函数需要包含的头文件

struct Stu
{
	char name[20];
	int age;
};

int cmp_struct_by_name(const void* p1, const void* p2)
{
	return strcmp(((struct Stu*)p1)->name, ((struct Stu*)p2)->name);
	//return strcmp((*(struct Stu*)p1).name, (*(struct Stu*)p2).name);
	//两段代码等价
}

int main()
{
	struct Stu arr[] = { {"zhangsan",25},{"lisi",18} ,{"wangwu",30} };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_struct_by_name);
	return 0;
}

一、
与排序整型数组一样，传入的参数都是那4种

1 arr为数组名，即传给了qsort第一个元素
2 sz为计算出的元素个数
3 sizeof(arr[0])为计算出一个元素的大小
4 cmp_struct_by_name为自己写的一个函数，用于比较两个元素

//两段代码等价
return strcmp(((struct Stu*)p1)->name, ((struct Stu*)p2)->name);
return strcmp((*(struct Stu*)p1).name, (*(struct Stu*)p2).name);

二、
两个字符串之间的比较不是比较字符串长度，而是比较字符的ASCII
例如：

char str1 = "abcdef";
char str2 = "abz";

第一个字母都是a相等的话会比较下一对字符，c的ASCII值小于g的ASCII，所以str2的长度大于str1，我们可以使用strcmp函数来比较字符串的大小

3 qsort函数总结

1 qsort可以排序任意类型的数据
2 使用qsort需要包含头文件 <stdlib.h>
3 使用qsort需要传4个参数
4 根据需要排序的数据传递不同的函数 按照参数和返回值实现
5 升序使用第一个形参 - 第二个形参 降序则反之

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