文章目录
- 深入理解指针
- 一、函数指针变量
- 4.1 函数指针变量的创建
- 4.2 函数指针变量的使用
- 4.3 typedef关键字
- 二、函数指针数组
- 三、转移表
- 四、回调函数
- 4.1 什么是回调函数
- 4.2 qsort使用举例
- 4.2.1 使用qsort函数排序整形数据
- 4.2.2 使用qsort排序结构数据
- 4.2.3 qsort函数的模拟实现
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;
}
