指针进阶（3）-玩转指针

指针进阶

内容不多，但面面俱到，都是精华

回调函数就是，把一个函数的地址，放在函数指针中，然后将该指针作为一个参数，传到另一个函数中，在这个函数内部使用了外部写好的一个函数. 举一个例子，看完你一定明白了

例子：


void menu(void)
{
	printf("*************************\n");
	printf("**1.Add 2.Sub**********\n");
	printf("**3.Mul 4.Div**********\n");
	printf("********0.exit***********\n");
}

int Add(int a, int b)
{
	return a + b;
}

int Sub(int a, int b)
{
	return a - b;
}

int Mul (int a, int b)
{
	return a * b;
}

int Div(int a, int b)
{
	return a / b;
}

void cal(int (*pf)(int a, int b))//函数指针
{			//这里面存放的是你需要选用的函数的地址
	int a = 0;
	int b = 0;
	printf("请输入两个数：");
	scanf("%d%d", &a, &b);
	printf("结果为%d\n", pf(a, b));
}

int main()
{
	int input = 0;

	do
	{
		menu();

		printf("请选择：->\n");
		scanf("%d", &input);

		switch (input)
		{
		case 1:
			cal(Add);
			//在一个函数内部调用另一个已经写好的函数
			break;
		case 2:
			cal(Sub);
			break;
		case 3:
			cal(Mul);
			break;
		case 4:
			cal(Div);
			break;
		case 0:
			printf("退出\n");
			break;
		default:
			printf("选择错误\n");
			break;
		}
	} 
	while (input);
}

简单的说，就是在一个函数内部调用另一个已经写好的函数

图解如上：

理解回调函数后，下面引出一个函数，叫做 qsort 函数

函数参数如下

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

参数1 待排序数组首元素地址
参数2 元素个数
参数3 元素大小--单位是字节
参数4 函数指针，比较两个元素的方法和函数的地址，该函数自己实现

详解qsort函数参数：

1.为什么指针是void类型呢？ void指针，可以理解成一个万能桶，什么类型的地址都能放到void的指针里面举一个简单的例子：

int a =10 ;
void*p = &a;
char ch ='w' ; 
p = & ch ;

编译该段代码可以发现，未发生错误

注意看，调试过程中，指针p存放的地址由a的地址变成了ch的地址，证明什么类型的地址都能放到void*的指针里面

由于void是无类型指针，所以void类型指针不能进行加减操作，不能进行解引用操作，想要进行这些操作，需要把void类型强制类型转成所需要的类型才能操作

编译无法通过；

2.函数指针，比较两个元素的方法和函数的地址，该函数自己实现什么意思呢？

直接上代码：下面排序一个 int 类型数组的元素

int cmp_int(const void* e1, const void* e2)
{
	return  *(int*)e1 - *(int*)e2; 
}
该函数实现的是 两个元素 比较的方法

int main()
{
	int arr[] = { 2,3,5,7,1,4,9,6,8 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);
	参数1：数组首元素地址，参数2：元素个数
	参数3：每个元素大小（单位字节）
	参数4：函数指针
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
}

由于 void指针无类型，故在比较函数内部，需要把void指针强制类型转化为所需要的类型

可以想象 qsort 函数是拿到比较的方法后，通过这个方法比较完其他的所有元素

代码运行结果如下：

非常方便快捷得出结果

再来一个例子，假如要排序结构体呢？

int cmp_struct(const void* e1, const void* e2)
{
	return strcmp(((struct stu*)e1)->name, ((struct stu*)e2)->name);
	//以名字来对结构体进行排序
}

int main()
{
	struct stu student[3] = { {"张三",20},{"李四",19},{"王五",18}};
	int sz = sizeof(student) / sizeof(student[0]);
	qsort(student, sz, sizeof(student[0]), cmp_struct);
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%s %d\n", student[i].name, student[i].age);
	}
}

对结构体进行排序时，根据需求，是按名字字母顺序排序还是按年龄排序对于结构体排序来说， e1需要强制类型转化为结构体类型指针按名字排序的结果如上：

总结： qsort函数参数的理解重点在于函数指针就是在外部写好一个函数，将该函数的地址作为参数传给qsort函数，外部写好的函数就是 回调函数 。

3.自己编写冒泡排序函数，要求能对任意类型的数据进行排序（仿照qsort参数）

代码剖析：要自己实现冒泡排序，基本的框架和思想是不变的，两层循环进行排序

下面开始深入剖析每段代码的含义：

1.主函数实现

int main()
{
	char arr[][15] = { "hello","world","i love china" };

	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	
	bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_char);
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%s\n",arr[i]);
	}
}

2.冒泡排序函数实现，具体请看下面

void bubble_sort(void* base, int sz, int width, int (*cmp)(void* e1, void* e2))
{					//base是数组首元素地址 函数指针，存放的是cmp比较函数的地址
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 0; i < sz -1; i++)
	{
		for (j = 0; j < sz - i -1; j++)
		{
			if (cmp((char*)base + width * j, (char*)base + width * (j + 1)) > 0)
			{
				//把void*指针强制类型转化成char*指针，因为不知道未来要排序的元素是什么类型
					// 那就统一变成char*，是一个字节，加上宽度，就能知道每个元素是几个字节了
				//比较函数 base+每个元素的大小（宽度width） 意味着移动到该元素下
			   //j =0时，比较第一个和第二个元素，j=1时，比较第二个和第三个元素
				swap( (char*)base + width * j, (char*)base + width * (j + 1), width);
					
					//交换 这里不仅要传两个要交换的元素的地址过去，还要知道这两个元素有多长，就需要传width
					//否则无法交换完成
			}
		}
	}
}

3.交换函数实现

void swap(char* buf1, char* buf2 ,int width)
{    //这里用char*的指针来接受，每移动一次就是1个字节
	int i = 0;
	for (i = 0; i < width; i++)
	{
		char tmp = *buf1;
		*buf1 = *buf2;
		*buf2 = tmp;
		buf1++;
		buf2++;
		//每执行交换一次，指针往后移继续交换，直到把两个数组里面的元素都交换为止
	}
}

width 已经在主函数计算过，现在直接使用即可

4.cmp_char函数实现

int cmp_char(const void* e1, const void* e2)
{
	return strcmp( (char*)e1 , (char*)e2 );
}

结果如上：

假如不想比较字符串了，想对结构体进行排序： 1.重新写一个函数，这个函数实现的是比较结构体的方法：如下：

struct stu {
	char name[20];
	int age;
};

先初始化结构体

int cmp_struct_by_age(const void* e1, const void* e2)
{
	//return strcmp(((struct stu*)e1)->name, ((struct stu*)e2)->name);
	//以名字来对结构体进行排序
	return ((struct stu*)e1)->age - ((struct stu*)e2)->age; 
	//以年龄对结构体进行排序
}

自定义比较函数，通过年龄来比较，先把e1和e2强转为结构体类型指针，通过结构体指针直接访问年龄。

int main()
{
	struct stu student[3] = { {"张三",19},{"李四",20},{"王五",18}};
	int sz = sizeof(student) / sizeof(student[0]);
	bubble_sort(student, sz, sizeof(student[0]), cmp_struct_by_age);
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%s %d\n", student[i].name, student[i].age);
	}
}

设置好函数比较方法后，直接调用即可

下面是运行结果

说到这里，把全部代码贴出来，理解之后，你可以运行一下看看效果

struct stu {
	char name[20];
	int age;
};

void swap(char* buf1, char* buf2, int width)
{    //这里用char*的指针来接受，每移动一次就是1个字节
	int i = 0;
	for (i = 0; i < width; i++)
	{
		char tmp = *buf1;
		*buf1 = *buf2;
		*buf2 = tmp;
		buf1++;
		buf2++;
	}
}

void bubble_sort(void* base, int sz, int width, int (*cmp)(void* e1, void* e2))
{					//base是数组首元素地址
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 0; i < sz - 1; i++)
	{
		for (j = 0; j < sz - i - 1; j++)
		{
			if (cmp((char*)base + width * j, (char*)base + width * (j + 1)) > 0)
			{
				//把void*指针强制类型转化成char*指针，目的是不知道未来要排序的元素是什么类型
					// 那就统一变成char*，是一个字节，加上宽度，就能知道每个元素是几个字节了
				//比较函数 base+每个元素的大小（宽度width） 意味着移动到该元素下
			   //j =0时，比较第一个和第二个元素，j=1时，比较第二个和第三个元素
				swap((char*)base + width * j, (char*)base + width * (j + 1), width);

				//交换 这里不仅要传两个要交换的元素的地址过去，还要知道这两个元素有多长，就需要传width
				//否则无法交换完成
			}
		}
	}
}

int cmp_struct_by_age(const void* e1, const void* e2)
{
	//return strcmp(((struct stu*)e1)->name, ((struct stu*)e2)->name);
	//以名字来对结构体进行排序
	return ((struct stu*)e1)->age - ((struct stu*)e2)->age; 
	//以年龄对结构体进行排序
}

int main()
{
	struct stu student[3] = { {"张三",19},{"李四",20},{"王五",18}};
	int sz = sizeof(student) / sizeof(student[0]);
	bubble_sort(student, sz, sizeof(student[0]), cmp_struct_by_age);
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%s %d\n", student[i].name, student[i].age);
	}
}