C语言第二十二弹---指针(六)

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指针

1. 回调函数是什么？

2、qsort使用举例

2.1、使用qsort函数排序整型数据

2.2 使用qsort排序结构体数据

3、qsort函数的模拟实现

总结

1. 回调函数是什么？

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，被调用的函数就是回调函数。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。

第二十一弹中我们写的计算机的实现的代码中，switch选择操作中的的一些代码是重复出现的，其中虽然执行计算的逻辑是区别的，但是输入输出操作是冗余的，有没有办法，简化⼀些呢？

因为switch选择操作中的代码，只有调用函数的逻辑是有差异的，我们可以把调用的函数的地址以参数的形式传递过去，使用函数指针接收，函数指针指向什么函数就调用什么函数，这里其实使用的就是回调函数的功能。

如下：

void calc(int(*pf)(int, int))//参数为函数指针
{int ret = 0;int x, y;printf("输⼊操作数：");scanf("%d %d", &x, &y);ret = pf(x, y);//传入什么函数地址则调用哪个函数printf("ret = %d\n", ret);
}

计算数值的函数如下：

#include <stdio.h>
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;
}

使用回调函数改造后

void calc(int(*pf)(int, int))
{int ret = 0;int x, y;printf("输⼊操作数：");scanf("%d %d", &x, &y);ret = pf(x, y);printf("ret = %d\n", ret);
}
int main()
{int input = 1;do{printf("*************************\n");printf(" 1:add 2:sub \n");printf(" 3:mul 4:div \n");printf(" 0:exit \n");printf("*************************\n");printf("请选择：");scanf("%d", &input);switch (input){case 1:calc(add);//在cal内部调用add(相加)函数break;case 2:calc(sub);//在cal内部调用sub(相减)函数break;case 3:calc(mul);//在cal内部调用mul(相乘)函数break;case 4:calc(div);//在cal内部调用div(相除)函数break;case 0:printf("退出程序\n");break;default:printf("选择错误\n");break;}} while (input);return 0;
}

使用回调函数后明显感觉代码变少了，同时也不影响可读性。

2、qsort使用举例

void qsort (void* base, //数组首元素地址
size_t num, //数组元素个数
size_t size,//数组元素类型大小，单位为字节
int (*compar)(const void*,const void*)//函数指针 如何进行比较函数
);

2.1、使用qsort函数排序整型数据

#include <stdio.h>
//qosrt函数的使⽤者得实现⼀个⽐较函数
int int_cmp(const void * p1, const void * p2)
{return (*( int *)p1 - *(int *) p2);//p1-p2为升序，模拟实现会讲解原因
}
int main()
{int arr[] = { 1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8, 0 };int i = 0;qsort(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]), sizeof (int), int_cmp);for (i = 0; i< sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++){printf( "%d ", arr[i]);//打印数组}printf("\n");return 0;
}

2.2 使用qsort排序结构体数据

struct Stu //学⽣
{char name[20];//名字int age;//年龄};
//假设按照年龄来⽐较
int cmp_stu_by_age(const void* e1, const void* e2)
{return ((struct Stu*)e1)->age - ((struct Stu*)e2)->age;//按照年龄升序
}
//strcmp - 是库函数，是专⻔⽤来⽐较两个字符串的⼤⼩的
//假设按照名字来⽐较
int cmp_stu_by_name(const void* e1, const void* e2)
{return strcmp(((struct Stu*)e1)->name, ((struct Stu*)e2)->name);//按照姓名升序
}
//按照年龄来排序
void test2()
{struct Stu s[] = { {"zhangsan", 20}, {"lisi", 30}, {"wangwu", 15} };int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_stu_by_age);
}
//按照名字来排序
void test3()
{struct Stu s[] = { {"zhangsan", 20}, {"lisi", 30}, {"wangwu", 15} };int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_stu_by_name);
}
int main()
{test2();test3();return 0;
}

3、qsort函数的模拟实现

使用回调函数，模拟实现qsort（采⽤冒泡的方式）。

注意：这里第⼀次使用 void* 的指针，讲解 void* 的作用。

根据上面qsort排序的举例，我们可知qsort函数是可以适合所有数据类型的排序函数，因此我们模拟实现qsort也需要适合所有数据类型，首先确定排序函数的参数，跟上面qsort参数相同即可，重要的是如何去实现。

按照冒泡排序的思想，升序的条件是前面比一个比后面一个大则交换，即前面一个数-后面一个数>0，但是以前我们实现的冒泡排序只适合int类型的数据，那么如何才能让所有数据类型都适合呢？
此处就用到了void*,void*为空指针，不能直接使用，但是可以强转为其他的任何类型
那么此处我们应该强转成什么类型呢？直接强转成int*？很显然，如果强转为int*，那么char*,short*就不好进行转化了，因此此处转化为char*，如果要用到其他的类型，我们通过+数据类型大小就可以得到

冒泡排序模拟实现如下：

void bubble(void *base, int count , int size, int(*cmp )(void *, void *))
{int i = 0;int j = 0;for (i = 0; i< count - 1; i++){for (j = 0; j<count-i-1; j++){if (cmp ((char *) base + j*size , (char *)base + (j + 1)*size) > 0){_swap(( char *)base + j*size, (char *)base + (j + 1)*size, size);//交换两个数值，按照char类型交换size次即可}}}
}

举例：

#include <stdio.h>
int int_cmp(const void * p1, const void * p2)
{return (*( int *)p1 - *(int *) p2);
//根据冒泡排序前面一个数大于后面一个数则交换，即p1>p2则交换，因此为升序
}
void _swap(void *p1, void * p2, int size)
{int i = 0;for (i = 0; i< size; i++){char tmp = *((char *)p1 + i);*(( char *)p1 + i) = *((char *) p2 + i);*(( char *)p2 + i) = tmp;}//将每个数据按照char类型进行交换，类型大小为多少则交换多少次
}
void bubble(void *base, int count , int size, int(*cmp )(void *, void *))
{int i = 0;int j = 0;for (i = 0; i< count - 1; i++){for (j = 0; j<count-i-1; j++){//升序的条件是前面比一个比后面一个大则交换，即前面一个数-后面一个数>0//但是形参为void* 实参为int* 因此需要先强制转换成有意义的数据类型，但是直接强制转化为int*合适？答案是不合适，如果实参是char*，short*呢？就不能适配了，因此此处最合适的做法是强制转化成char*if (cmp ((char *) base + j*size , (char *)base + (j + 1)*size) > 0){_swap(( char *)base + j*size, (char *)base + (j + 1)*size, size);}}}
}
int main()
{int arr[] = { 1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8, 0 };int i = 0;bubble(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]), sizeof (int), int_cmp);for (i = 0; i< sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++){printf( "%d ", arr[i]);}printf("\n");return 0;
}