【C语言】指针进阶（2）

接上期文章指针进阶（1）指针进阶（1）

目录

1.函数指针

2.函数指针数组

3.指向函数指针数组的指针

4.回调函数

4.1qsort的用法

void*类型的指针介绍

使用qsort对数组进行排序

使用qsort对结构体进行排序：

4.2使用冒泡排序算法模拟实现qsort

1.函数指针

我们已经学过了数组指针，而数组指针是指向数组的指针。根据类比的思想，我们可以推测出函数指针是指向函数的指针。

那么，如何才能得到函数的地址呢？请看下面的代码：

程序输出的两个地址是相同的：

要想得到函数地址，可以使用&函数名或者直接函数名，使用%p的格式打印出来就可以了。

由此我们可知：

函数名是函数的地址

&函数名也是函数地址

如果想要将上面代码中函数的地址保存到指针变量中，那么这个指针的类型该如何书写呢？

测验：写出下面函数的函数指针类型

答案是：

注意：*pf的括号不能去掉，必须使*先和pf结合。

通过函数指针来调用该函数

下面代码是函数指针的调用方法：

int Add(int x, int y){return x + y;}int main(){int(*pf)(int, int) = Add;int r = Add(3, 5);printf("%d\n", r);int m = (*pf)(3, 5);printf("%d\n", m);int n = pf(3, 5);printf("%d\n", n);return 0;}

打印结果：

通过上面的代码我们可以发现，pf前面的*可以省略，实际上，pf前面的*只是一个摆设，无论你加多少个*，都不会影响结果：

阅读两段有趣的代码：

代码一：

分析代码：

当然，我们写的程序是不能直接访问0地址的。

代码二：

分析代码：

2.函数指针数组

在前面，我们已经知道了将整型指针存放在一个数组中，那么这个数组就叫做整型指针数组，像：

int*arr[5] 就是一个整形指针数组。当然，还有我们比较熟悉的字符指针数组 char*arr[5] .

由此，我们可以推断出，函数指针数组就是数组的每个元素是函数指针类型。

为了学习函数指针数组，我们用一个实现两个整形数字计算的程序说起：

假设有这样一个计算器，它要实现两个整数的加法，减法，乘法，除法运算：

首先，我用写了下面这几个实现上述功能的函数：

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;}

可以看出，这四个函数的返回类型，参数个数，参数类型都是一样的，像这种同类型的函数就可以将函数地址存放在函数指针数组中。

关键是，这个函数指针数组该怎么写呢？我们一步一步的来写：

先写出能指向这四个函数的函数指针：

要想得到函数指针数组，只需要在上面代码的基础上修改：

得到数指针数组只需要在函数指针名字后面加上一个 [ ] 即可。

函数指针数组实际应用场景：
仍然以上面的计算器为例，下面是使用普通方法来写一个简单的计算器程序：

#includeint 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 meun(){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, y = 0;int ret = 0;do{meun();printf("请选择：>");scanf("%d", &input);switch (input){case 1:printf("请输入两个操作数：>");scanf("%d %d", &x, &y);ret = Add(x, y);printf("ret = %d\n", ret); break;case 2:printf("请输入两个操作数：>");scanf("%d %d", &x, &y);ret = Sub(x, y);printf("ret = %d\n", ret);break;case 3:printf("请输入两个操作数：>");scanf("%d %d", &x, &y);ret = Mul(x, y);printf("ret = %d\n", ret);break;case 4:printf("请输入两个操作数：>");scanf("%d %d", &x, &y);ret = Div(x, y);printf("ret = %d\n", ret);break;case 0:printf("退出计算器\n");break;default:printf("选择错误，重新选择\n");break;}} while (input);return 0;}

使用普通方法来写代码，在switch语句中有非常多的重复部分。

下面对main函数进行修改（用到函数指针数组的方式）：

int main(){int input = 0;int x = 0, y = 0;int ret = 0;//函数指针数组int (*pfArr[5])(int, int) = { NULL,Add,Sub,Mul,Div };//下标 01 2 3 4do{meun();printf("请选择：>");scanf("%d", &input);if (input >= 1 && input ");scanf("%d %d", &x, &y);ret = pfArr[input](x, y);//调用相应的函数printf("ret = %d\n", ret);}else if(input==0){printf("退出计算器\n");}else{printf("选择错误，重新选择\n");}} while (input);return 0;}

3.指向函数指针数组的指针

指向函数指针数组的指针这部分内容我们只需要了解即可，不需要深入研究。

在上面计算器的例子中，我们已经知道了函数指针数组的写法：

现在，我们想要写一个指针来指向这个函数指针数组，该怎么写呢？

只需要将数组名pfArr换成指针名p，在p的前面再加上一个*，并用括号括起来（[ ]的结合性比*高）

4.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。

就拿上面写过的计算器来举例子，我们把main()函数再次修改：

void calc(int(*pf)(int, int)){int x = 0, y = 0;int ret = 0;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 = 0;do{meun();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("选择错误，重新选择:>");break;}} while (input);return 0;}

我们多增加了下面这个函数，这个函数的形参是一个函数指针，用来接收Add，Sub, Mul, Div等函数。当调用calc这个函数时，calc中又会根据形参传过来的函数地址调用这个函数。这就是函数回调。

程序的执行过程：

4.1qsort的用法

在标准库中，有一个函数叫qsort，是用来排序的，qsort适合于任意类型的数据排序。

qsort的使用说明

compar的返回值所表示的内容：

void*类型的指针介绍

void*的指针是无具体类型的指针，这种指针是不能直接解引用的，也不能直接进行运算。但它可以接收任意类型的参数地址，使用前要进行强制类型转换。

void*指针接收任意类型的参数地址

使用qsort对数组进行排序

#include#includeint 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 test1(){int arr[10] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);Print(arr, sz);}int main(){test1();return 0;}

使用qsort对结构体进行排序：

需要通过调试来观察数组的变化

#include#include#include//qsort排序整形数组struct stu{char name[20];int age;};int cmp_stu_by_age(const void* p1, const void* p2){return ((struct stu*)p1)->age - ((struct stu*)p2)->age;}int cmp_stu_by_name(const void* p1, const void* p2){return strcmp(((struct stu*)p1)->name, ((struct stu*)p2)->name);}void test2(){struct stu arr[] = { {"zhangsan",20},{"lisi",50},{"wangwu",15} };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_stu_by_name);}int main(){test2();return 0;}

4.2使用冒泡排序算法模拟实现qsort

由于没有想学习快速排序算法，所以我们使用冒泡排序的思想，实现一个功能类似qsort的函数。

要点：

1.使用冒泡排序算法的思想

2.适用于任意数据类型的排序

要解决实现对任意类型数据的排序，我们接收数组的指针应该使用void*类型。

当我们排序整形时，我们可以直接进行比较，但当我们如果要进行结构体大小比较时，就不能直接比较了，这里需要用户自己写一个比较函数来进行比较。在排序算法中以函数参数的形式传递用户写的比较函数。

在整形数组中，可以直接通过数组下标来访问数组元素，但在我们自己写的排序函数中，我们使用的void*的指针类型，无法通过下标来访问。我们可以用下面的方式得到数组每个元素的地址：

不同的数据类型交换略有差异，原因是在排序函数中不知道该数据的类型，同时也是使用void*的指针接收的地址。但是，我们是知道每个元素的字节大小的，我们只需要一字节一字节交换，交换size次，就可以实现交换功能了：

代码实现交换：

接下来看看完整的实现代码吧：

//交换void swap(char* buf1, char* buf2, int size){int i = 0;for (i = 0; i < size; i++){char tmp = *buf1;*buf1 = *buf2;*buf2 = tmp;buf1++;buf2++;}}void bubble_sort(void *base,int num,int size,int(*cmp)(const void*, const void *)){int i = 0;for (i = 0; i < num - 1; i++){int j = 0;for (j = 0; j  0){//交换swap((char*)base + j * size, (char*)base + (j + 1) * size, size);}}}}

这篇博客就到这里结束了，下篇博客将继续学习指针，下篇博客是指针的最后一篇了，将会有大量有关指针面试题的总结，欢迎大家阅读与点赞~~