指针进阶（二）

news2025/6/7 14:33:29

目录

函数指针数组

指向函数指针数组的指针

回调函数

回调函数模拟实现qsort（快速排序）

整型数组的排序

结构题排序

按年龄排序

按名字排序

 模拟实现qsort函数（冒泡排序）

函数指针数组

数组是一个存放相同类型数据的存储空间，前面博主已经讲解了指针数组， 比如 
int *arr[10];
//数组的每个元素是int*

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，下面时函数指针的数组的定义

int (*parr1[10])();
parr1 parr1 先和 [] 结合，说明 parr1 是数组，数组的·内容是 int (*)() 类型的函数指针。
函数指针数组的用途： 转移表

 接下来我将通过代码的形式来介绍一下函数指针的数组，这里博主编译一个简单的计算机进行讲解，代码如下

//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 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("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;
//}

对于这段代码，我们发现这段代码有很多相同且类似的代码

    printf("请输入两个操作数:");
    scanf("%d %d", &x, &y);
	ret = Add(x, y);
	printf("ret = %d\n", ret);

这就造成了冗余，那么有没有什么办法进行解决呢？其实我们这里就可以用函数指针组来进行解决

首先我们发现，我们所用的加减乘除函数，除了名字不同，参数与返回值都相同，是统一类型

数组的定义就是里面存放的为同一类型的数据

那么我们就可以进行使用，函数指针数组建立如下

int (* pfArr[5])(int, int) = {NULL, Add, Sub, Mul, Div};
//数组的一个元素为NULL，是为了此程序在输入时方便

 数组为pfArr；数组类型就为int(*)(int,int)

使用如下

int main()
//{
//	int input = 0;
//	int x = 0;
//	int y = 0;
//	int ret = 0;
//	//函数指针数组的使用 - 转移表
//	int (* pfArr[5])(int, int) = {NULL, Add, Sub, Mul, Div};
//	//                            0     1    2    3    4
//	do
//	{
//		menu();
//		printf("请选择:>");
//		scanf("%d", &input);
//		if (input >= 1 && input <= 4)
//		{
//			printf("请输入两个操作数:");
//			scanf("%d %d", &x, &y);
//			ret = pfArr[input](x, y);
//			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;

指向函数指针数组的指针

大家想既然有函数指针数组，那么有没有指向函数指针数组的指针呢？

答案肯定是有的，指向函数指针数组的指针是一个 指针， 指针指向一个 数组 ，数组的元素都是 函数指针 ;

那我们该如何定义呢？定义如下

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

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。
接下博主运用上面的简易计算器来实现一个回调函数
根据回调函数的定义，我们知道我们需要一个函数的指针为参数，传参后还要调用该指针所指向的函数
那我们首先先把函数作为指针并进行传参，这里博主创建以下函数代码 
void Calc(int (*pf)(int, int))

此代码中Calc函数的参数就为函数指针，接下来我们就要满足传参后还要调用该函数，实现如下

//void Calc(int (*pf)(int, int))
//{
//	int x = 0;
//	int y = 0;
//	int ret = 0;
//	printf("请输入两个操作数:");
//	scanf("%d %d", &x, &y);
//	ret = pf(x, y);\\进行调用
//	printf("ret = %d\n", ret);
//}

那么就可以进行实现了，实现代码如下

//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:
//			Calc(Add);//进行传参
//			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\n");
//			break;
//		}
//	} while (input);
//
//	return 0;
//}

回调函数逻辑如下

回调函数模拟实现qsort（快速排序）

博主在前面讲过冒泡排序，它可以将一个int型的数组里的数进行排序，但是就只能进行整数的排序，这里我们就引入了qsort函数，qsort函数为排序神器，搭配头文件#include<stlib.h>

我们来看一下这个函数的使用格式吧

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

里面这么多东西，那都是什么意思呢？解释如下

//void qsort(void* base, //指向了需要排序的数组的第一个元素
//           size_t num, //排序的元素个数
//           size_t size,//一个元素的大小，单位是字节
//           int (*cmp)(const void*, const void*)//函数指针类型 - 这个函数指针指向的函数，能够比较base指向数组中的两个元素
//          );

整型数组的排序

废话不多说，我们直接开始测试整型数组的排序

//test1()
//{
//	int arr[10] = { 3,1,5,2,4,7,9,6,8,0 };
//	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
//	//默认是升序的
//	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);
//	print(arr, sz);//打印函数
//}

我们通过定义一个函数cmp_int，通过cmp_int返回的参数来确定排序规则，需要注意的是：cmp_int函数的参数需要以const void *p1,const void *p2的形式来定义，表示a和b的类型是未确定的，在return中进行强制类型转换为int型。*(int*)p1-*(int*)p1表示以递增顺序，若想以递减只需将p1和p2换位,实现如下

//int cmp_int(const void* p1, const void* p2)
//{
//	return (*(int*)p1 - *(int*)p2);//数据类型强制转换
//}

结构题排序

我们刚刚说了，qsort是一个万能排序，不仅可以对整型进行排序。这里博主再给大家来一个结构题排序，创建以下结构体

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

按年龄排序

使用如下

//int cmp_stu_by_age(const void* p1, const void* p2)
//{
//	return ((struct Stu*)p1)->age - ((struct Stu*)p2)->age;
//}
//
//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_age);
//}

按名字排序

使用如下

//int cmp_stu_by_name(const void* p1, const void* p2)
//{
//	return strcmp(((struct Stu*)p1)->name, ((struct Stu*)p2)->name);
//名字不能直接比较，得用strcmp进行比较
//}
//
//void test3()
//{
//	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);
//}

 模拟实现qsort函数（冒泡排序）

qsort函数使用的是快排序，而博主模拟的qsort使用的是冒泡排序

这里博主创建一个bubble_sort函数进行模拟，创建如下

void bubble_sort(void* base, int num, int size, int (*cmp)(const void*, const void*))

因为是一个冒泡排序所以使用冒泡，格式如下

void bubble_sort(void* base, int num, int size, int (*cmp)(const void*, const void*))
{
	int  i = 0;
	//趟数
	for (i = 0; i < num - 1; i++)
	{
		int j = 0;
		//一趟内部比较的对数
		for (j = 0; j < num - 1 - i; j++)
		{
         ？？？？？？？？
		}
	}

}

我们现在要解决的是？？？？？中需要解决的代码

而我们在定义函数bubble_sort时有一个函数指针为cmp，这个函数指针指向的就是一判断大小的函数；

函数cmp_int实现如下

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

注意：博主这里进行的整型比较，所以强制转换的为整型。所转换类型由相应题而变化

这里，当p1>p2时返回1，所以我们可以进行以下设计

//假设需要升序cmp返回>0，交换
			if (cmp((char*)base+j*size, (char*)base+(j+1)*size)>0)//两个元素比较，需要将arr[j],arr[j+1]的地址要传给cmp
			{
				//交换
				Swap((char*)base + j * size, (char*)base + (j + 1) * size, size);
			}

至于这里博主这里为什么要将base都强制转换成char*，是因为我们设计这个函数并不是为了只排序一种数组，而是要万能排序，char*占一个字节，作为一个基础单位，后面根据具体排序的数组类型再乘以该数组类型的长度进行遍历；

Swap是博主定义的用来进行交换的函数，实现如下

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++;
	}
}

由于强制转换为了char*类型，所以不能直接交换，应一个一个交换，交换size次，原理如下图

 完整实现代码如下

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++;
	}
}

void bubble_sort(void* base, int num, int size, int (*cmp)(const void*, const void*))
{
	int  i = 0;
	//趟数
	for (i = 0; i < num - 1; i++)
	{
		int j = 0;
		//一趟内部比较的对数
		for (j = 0; j < num - 1 - i; j++)
		{
			//假设需要升序cmp返回>0，交换
			if (cmp((char*)base+j*size, (char*)base+(j+1)*size)>0)//两个元素比较，需要将arr[j],arr[j+1]的地址要传给cmp
			{
				//交换
				Swap((char*)base + j * size, (char*)base + (j + 1) * size, size);
			}
		}
	}

}

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

使用如下

void test3()
{
	int arr[10] = { 3,1,5,2,4,7,9,6,8,0 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);
}
int main()
{
	test3();
	return 0;
}

关于结构体类型的排序，博主这里就不讲解了，代码如下

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++;
	}
}

void bubble_sort(void* base, int num, int size, int (*cmp)(const void*, const void*))
{
	int  i = 0;
	//趟数
	for (i = 0; i < num - 1; i++)
	{
		int j = 0;
		//一趟内部比较的对数
		for (j = 0; j < num - 1 - i; j++)
		{
			//假设需要升序cmp返回>0，交换
			if (cmp((char*)base+j*size, (char*)base+(j+1)*size)>0)//两个元素比较，需要将arr[j],arr[j+1]的地址要传给cmp
			{
				//交换
				Swap((char*)base + j * size, (char*)base + (j + 1) * size, size);
			}
		}
	}

}

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 test()
{
	struct Stu arr[] = { {"zhangsan", 20}, {"lisi", 50},{"wangwu", 15} };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	printf("%d\n", sizeof(struct Stu));
	bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_stu_by_name);
}

 

int main()
{
	test();
	return 0;
}

后续博主还会讲解关于指针和数组面试题的解析，想要了解的宝子们记得关注博主后续动态哦！

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