『C语言进阶』指针进阶(二)

news2024/11/20 7:09:47

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前言

在上篇指针进阶中，我们对字符指针、指针数组、数组指针以及数组传参和指针传参有了一定的了解，你以为指针进阶就只有这些内容嘛？不不不，接下来，小羊将继续完善指针进阶内容，坐好小板凳准备上课了~~~

一、函数指针

1.1 函数指针的定义

函数指针，顾名思义，就是一个指向函数的指针
上篇中我们学到

整形指针是接收整形的地址
字符指针是接收字符的地址
数组指针是接收数组的地址

那么函数有地址吗？函数名又表示什么呢？
答案是：函数是有地址的，地址是函数名或者&函数名，解引用时，p和*p都可以

#include<stdio.h>

int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}

int main()
{
	int a = 1, b = 2;
	int c = Add(a, b);
	printf("%d\n", c);
	printf("%p\n", &Add);
	printf("%p\n", &Add);
	return 0;
}

运行结果：

3
00007FF750191348
00007FF750191348

由此可见，函数名也可以表示函数的地址

所以问题来了，我们以数组指针为例：
写一个指向int arr[10]数组的数组指针

第一步:
(*p)		//先确定是一个指针
第二步:
(*p)[10]	//确定指向的是一个有10个元素的数组
第三步:
int(*p)[10]	//确定该数组元素为int型
第四步:
int(*p)[10]=&arr;//将数组的地址赋值给数组指针
//或者int(*p)[10]=arr;

我们照着数组指针的例子来写一个函数指针：指向int add(int x,int y)

第一步:
(*p)			//先确定是一个指针
第二步:
(*p)(int,int)	//确定指向的函数有两个参数
第三步:
int (*p)(int,int)	//确定该函数的返回类型
第四步:
int (*p)(int,int)=&add;//将函数的地址赋值给函数指针
//等价于:int (*p)(int,int)=add;

1.2 函数指针调用

1.1中得到 &函数名==函数名 ，所以函数指针的解引用调用可以不写*，也可以不写*。
既然我们现在知道函数指针是怎么写的，那么函数指针有什么用呢？
数组指针可以用来访问数组，那函数指针当然也就是调用函数的了，
我们还是以数组指针为例：

#include<stdio.h>
int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5 };
	int(*p)[10] = arr;

	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		printf("%d ", (*p)[i]);
	}
	printf("\n");
	return 0;
}

那现在用函数指针调用函数：

#include<stdio.h>

int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}

int main()
{
	int a = 1, b = 2;
	int(*p1)(int, int) = &Add;
	int(*p2)(int, int) = Add;
	int tmp1 = Add(a, b);
	int tmp2 = (*p1)(a, b);//写法一
	int tmp3 = (p2)(a, b);//写法二
	printf("tmp1=%d\ntmp2=%d\ntmp3=%d", tmp1, tmp2, tmp3);
	return 0;
}

运行结果：

tmp1=3
tmp2=3
tmp3=3

1.3 有趣的代码

一、

(*(void(*)())0)();
//先分解
一、void(*)()是一个无参无返回类型的函数指针
二、（void(*)())0是将0强制类型转换，0原本是int类型，被强制转换为void(*)()函数指针
三、*（void(*)()0)这是将0转换为函数指针后的解引用操作
四、（*(void(*)()0)()此时0就是一个函数的地址，可以看成(*0)()，意思就是解引用一个函数地址并且调用

二、

void(*signal(int,void(*)(int)))(int);
我先一步一步分解给你们看
void(*)(int)
signal(int,void(*)(int))
signal(int,void(*)(int))
void(*signal(int,void(*)(int)))(int)
signal先和(int,void(*)(int))结合，说明它是一个函数，参数为int,void(*)(int),现在我们明确了它的函数名和参数，还需要知道它的返回类型，先看一个函数，int Add(int),这个函数的函数名是Add，参数是int，把函数名和参数去掉后就是返回类型，同样，把这里的函数名和参数去掉，void(*)(int)这个就是它的返回类型

上面代码是一个函数调用

二、函数指针数组

2.1 函数指针数组的定义

函数指针数组，存放函数指针的数组，每一个元素都是函数指针类型

先写出函数指针
int(*p)(int,int)
改成数组
int(*p[10])(int,int)

例：

#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(*pf1) (int, int) = Add;
	int(*pf2) (int, int) = Sub;
	int(*pf3) (int, int) = Mul;
	int(*pf4) (int, int) = Div;
	int (*arr[4])(int, int) = { Add,Sub,Mul,Div };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d\n", arr[i](7, 4));
	}
	return 0;
}

2.2 实战操作

用C语言制作简易计算器

#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, y = 0;
	int (*arr[5])(int, int) = { 0,Add,Sub,Mul,Div };
	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);
			printf("%d\n", arr[input](x, y));
		}
		else if (input == 0)
		{
			printf("退出计算机");
			break;
		}
		else
			printf("选择错误\n请重新选择:>\n");

	} while (input);
	return 0;
}

三、函数指针数组指针

指向函数指针数组的指针，是一个指针，指针指向存放函数指针的数组，该数组成员都是函数指针

先写出函数指针
int (*p)(int,int)
改写成函数指针数组
int(*p[10])(int,int)
最后写成函数指针数组指针
int(*(*p)[10]))(int,int)

示例：

#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 (*pa)(int, int) = Add;//函数指针
	int (*arr[4])(int, int) = { Add };//函数指针数组，存放函数指针的数组
	int (*(*ppa)[4])(int, int) = &arr;//函数指针数组指针，存放函数指针数组地址的指针
	return 0;
}

四、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。

示例：

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

int main()
{
	int input = 0;
	do
	{
		menu();
		printf("请选择:>");
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		{
		case 0:
			printf("退出计算机\n");
			break;
		case 1:
			Calc(Add);
			break;
		case 2:
			Calc(Sub);
			break;
		case 3:
			Calc(Mul);
			break;
		case 4:
			Calc(Div);
			break;
		default:
			printf("输入错误\n");
			break;
		}
	} while (input);
	return 0;
}

4.1 排序

冒泡排序，相邻两个两个的比较并交换位置，在C语言初阶数组中，详细讲解了关于冒泡排序的知识点，忘记了的铁汁们可以看一下
代码展示：

#include <stdio.h>
void Print(int arr[], int sz)
{
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
}
void bubble_sort(int arr[],int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz - 1; i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < sz - i - 1; j++)
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				int tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = tmp;
			}
		}
	}
}
int main()
{
	int arr[] = { 5,3,7,6,1,8,9,2,4,0 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	bubble_sort(arr,sz);
	Print(arr, sz);
	return 0;
}

4.2 qsort部分展示

冒泡排序只能排序整形,而qsort函数,内部采用快速排序,可以排序各种类型的数据,接下来展示qsort排序部分类型的方法.

qsort是一个库函数，快速排序的方法来实现的， 头文件是<stdlib.h>
qsort库函数，void qsort( void *base, size_t num, size_t width, int (_cdecl *compare )
(const void *elem1, const void *elem2 ) );传入的参数，一个是指针，一个整形，一个整形一个函数指针，base 数组首元素（就是数组名），num数组里有多少个元素，width每个元素的大小（单位是字节），compare比较两个指针指向的元素，小于 输出小于0的元素，等与 输出0，大于 输出大于0的元素 排序任意类型

示例:
qsort函数部分应用
分别将元素比较方法int_cmp和char_cmp的指针(地址) 传给 qsort函数.由qsort函数调用这些比较函数

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
int int_cmp(const void* e1, const void* e2)//整形元素排序方法
{
	return *(int*)e1 - *(int*)e2;
}
int char_cmp(const void* e1, const void* e2)//字符型元素排序方法
{
	return *(char*)e1 - *(char*)e2;
}
int main()
{
	int arr1[10] = { 4,5,1,8,9,2,10,3,7,6 };
	char arr2[] = "fbadegc";
	int sz1 = sizeof(arr1) / sizeof(arr1[0]);
	int sz2 = sizeof(arr2) / sizeof(arr2[0]);
	qsort(arr1,sz1,sizeof(arr1[0]),int_cmp);
	for (int i=0; i < sz1; i++)
	{
		printf("%d ", arr1[i]);
	}
	printf("\n");
	qsort(arr2, sz2, sizeof(arr2[0]), char_cmp);
	for (int i = 0; i < sz2; i++)
	{
		printf("%c ", arr2[i]);
	}
	printf("%s", arr2);
	return 0;
}

运行结果：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
 a b c d e f g

qsort函数用冒泡排序的模拟实现，以及各种类型的排序咱们下篇一起学习~
希望这篇文章对铁汁们有所帮助，咱们下期再见！

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