【再识C进阶2(中)】详细介绍指针的进阶——函数指针数组、回调函数、qsort函数
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前言
💓作者简介： 加油，旭杏，目前大二，正在学习C++，数据结构等👀
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学习目标：
在这一篇博客中，我们要认识并理解函数指针数组的概念，再学会在特定情境下使用函数指针数组；简单认识一下指向函数指针数组的指针；认识一下回调函数，并通过qsort函数来认识一下回调函数。这就是本博客的学习目标。
学习内容：
通过上面的学习目标，我们可以列出要学习的内容：
- 认识并理解函数指针数组的概念
- 学会在特定情境下使用函数指针数组
- 简单认识一下指向函数指针数组的指针
- 认识一下回调函数
- 通过qsort函数来认识一下回调函数
一、函数指针数组
1.1 函数指针
我们先来简单回顾一下函数指针，我们在初始C语言中学过指针的初阶，我们认识了整形指针、字符指针等基本数据类型的指针。整形指针是存放整形类型变量的地址；字符指针是存放字符类型变量的地址……那么我们来看这个函数指针，明显是一个指针。通过小学学习的找规律进行编写句子，可以轻松地得到：函数指针是存放函数类型变量的地址（可能描述有些不正确）。看下图方便理解：
整形指针：存放整形类型变量的地址，在32位平台下是4个字节，在64位平台下是8个字节；
字符指针：存放字符类型变量的地址，在32位平台下是4个字节，在64位平台下是8个字节；
函数指针：存放函数类型变量的地址，在32位平台下是4个字节，在64位平台下是8个字节。
1.1.1 了解什么是函数的地址？
啊，读者可能会感觉到有点奇怪！为什么函数也有地址呢？
因为函数是由一些运行的语句组成的，程序运行的时候就会把函数中的语句调用到内存中去，那么函数代码在内存中开始的那个内存空间的地址就是函数的地址！
接下来，让我们用代码来认识一下函数的地址：
void test()
{
printf("Hellod,worid!");
}
int main()
{
printf("%p\n", test); //函数与数组类似，数组名表示数组首元素的地址，函数名表示函数的地址
printf("%p\n", &test); //&函数名拿到的是函数的地址
}
1.1.2 学习如何使用函数指针？
在了解完函数指针是什么，可能大家还不知道什么是函数指针？书接上文，函数的地址要想保存下来，需要怎么保存呢？下面，我们来看代码：
void test()
{
printf("Hellod,worid!");
}
//下面pfun1和pfun2哪个有能力存放test函数的地址？
void (*pfun1)();
void *pfun2();
首先，能够用于存储地址，就要求pfun1或者pfun2是指针，看上面，pfun1先与 * 结合，说明pfun1是指针，去掉指针就是指针所指向的类型是：void （），返回值类型为void。
那如何使用函数指针呢？下面来看代码：
void test()
{
printf("Hellod,worid!\n");
}
int main()
{
void (*pf)() = &test; //用pf指针存储函数的地址
(*pf)();
pf();
test();
}
1.2 利用计算器代码来具体介绍函数指针数组
1.2.1 函数指针数组是什么？
在学习完函数指针后，我们来认识一下函数指针数组是什么？和介绍函数指针一样，函数指针数组的主语是数组，在初始C语言中，我们学过数组的内容中介绍了一些常见的数组类型：整形数组，字符数组等基本数据类型的数组。整形数组是存放一些整形类型的变量，字符数组是存放一些字符类型的变量……那么函数指针数组存放的值一些函数指针类型的变量。看下图，方便理解：
整形数组是存放一些整形类型的变量，数组存放的是想同类型的变量；
字符数组是存放一些字符类型的变量；
函数指针数组是存放一些函数指针类型的变量。
下面用代码来认识一下函数指针数组：
int Add(int x, int y)
{
return x + y;
}
int Sub(int x, int y)
{
return x - y;
}
int main()
{
int (*pf1)(int, int) = &Add;
int (*pf2)(int, int) = ⋐
int (*pfarr[2])(int, int) = { pf1, pf2 };
}
1.2.2 利用画图对函数指针数组的写法详解：
1.2.3 计算器代码的实现
在详细介绍分支与循环语句中，我们讲过像这种代码的设计结构，先有一个函数的主题、再有一个菜单、之后根据菜单的内容进行功能的设计，最后进行结束游戏。大致思路就是这，请读者继续跟着我的思路进行设计计算器：
1.2.3.1 计算器代码的主体
int main()
{
int input = 0;
do {
menu();
printf("请选择:>");
scanf("%d", &input);
switch (input)
{
case 1:
break;
//……
default:
break;
}
} while (input);
return 0;
}
1.2.3.2 计算器的菜单
void menu()
{
printf("***************************\n");
printf("***** 1. Add 2. Sub *****\n");
printf("***** 3. Mul 4. Div *****\n");
printf("***** 0. exit *****\n");
printf("***************************\n");
}
1.2.3.3 计算器的自定义函数部分
这个简单的计算器将实现四种计算的功能，分别是：加、减、乘、除。
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;
}
1.2.3.4 计算器函数主体的选择部分
switch (input)
{
case 1:
printf("请输入两个数:>");
scanf("%d %d", &x, &y);
ret = Add(x, y);
printf("结果是:> %d\n", ret);
break;
case 2:
printf("请输入两个数:>");
scanf("%d %d", &x, &y);
ret = Sub(x, y);
printf("结果是:> %d\n", ret);
break;
case 3:
printf("请输入两个数:>");
scanf("%d %d", &x, &y);
ret = Mul(x, y);
printf("结果是:> %d\n", ret);
break;
case 4:
printf("请输入两个数:>");
scanf("%d %d", &x, &y);
ret = Div(x, y);
printf("结果是:> %d\n", ret);
break;
case 0:
printf("退出计算器！\n");
break;
default:
printf("选择错误，请重新选择！\n");
break;
}
1.2.3.5 这种计算器代码的不足之处
- 当计算器的功能逐渐增加的时候，菜单会越来越长，所需要写出的函数也会越来越多，最重要的是switch()语句会越来越长。
- case语句中的代码存在冗余。
1.2.4 对计算器代码进行改进
这种改进使得在以后对计算器的功能进行升级的时候，会非常方便！因为你只需要将函数指针数组进行修改，以及input的范围进行修改即可。
do {
menu();
printf("请选择:>");
scanf("%d", &input);
int (*pfarr[])(int, int) = { NULL, &Add, &Sub, &Mul, &Div };
if (0 == input)
{
printf("退出计算器！\n");
}
else if (input >= 1 && input 比较，而两个结构体的数据可能不能直接用>比较。
在这个qsort函数中，最难的是第四个形参，这个形参所指向的函数的作用如下图：让两个数进行相减，根据结果与0进行比较判断谁在前，谁在后。
介绍一下void* 的指针：
- void* 是无类型指针，可以接收任意类型的地址；
- 不能进行解引用操作；
- 不能进行加、减整数的操作。
3.3 qsort函数的使用
//排序整形数组
int int_cmp(const void* e1, const void* e2)
{
return (*(int*)e1 - *(int*)e2);
}
int main()
{
int arr[10] = { 3,4,5,6,7,8,9,2,1,0 };
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), int_cmp);
for (int i = 0; i
//排序结构体中名字的顺序
struct student {
char name[40];
int age;
};
int name_cmp(const void* p5, const void* p6)
{
return strcmp(((struct student*)p5)->name, ((struct student*)p6)->name);
}
int main()
{
struct student s[3] = { {"zhangsan", 23}, {"lisi", 45}, {"wangwu", 78} };
int sz2 = 3;
qsort(s, sz2, sizeof(s[0]), name_cmp);
for (int i = 0; i
//排序结构体中年龄的大小
struct student {
char name[40];
int age;
};
int age_cmp(const void* p3, const void* p4)
{
return ((struct student*)p3)->age - ((struct student*)p4)->age;
}
int main()
{
qsort(s, sz2, sizeof(s[0]), age_cmp);
for (int i = 0; i
3.4 回调函数的作用
- 恰当时间发送通知；
- 让代码更加灵活；
- 提高运行效率。
学习产出：
- 认识并理解函数指针数组的概念
- 学会在特定情境下使用函数指针数组
- 简单认识一下指向函数指针数组的指针
- 认识一下回调函数
- 通过qsort函数来认识一下回调函数
