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C语言指针进阶-全面分析C指针重难点逐一突破(终篇)

大家好，我是枫晨~，指针终于要在今天落下帷幕，分别有前篇，中篇，以及今天的终篇，这三篇文章是环环相扣的，所以说跳着看的话可能会吃力。
好了，让我们学习最好一点知识，详细深入了解回调函数以及qsort函数的使用

文章目录

回调函数
- 应用1：简化计算器
- 应用2：qsort库函数的使用
- - 何为冒泡排序？
  - qsort函数介绍
  - - void*指针类型
qsort函数模拟---深入了解qsort函数

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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。

用一段代码去了解这段话：

void test() { printf("我是回调函数\n") }void my_print(void(*p)()) { p(); }int main() { myprintf(test); return 0; }

总结概括：将一个函数（test）的地址传入另外一个函数（my_print）中，在（my_print）接收这个地址，并且函数中利用test的地址去调用test函数，此时test函数被称为回调函数。

解决了回调函数的概念，我们就在实战中应用一下回调函数把！
应用1：简化计算器

指针中篇中，我们在文末写了一个简易计算器，但是大家是否记得第一个计算器版本因为使用的是switch，结果整个代码**“又臭又长“**，当我们遇到回调函数的时候，它拯救了这个版本的计算器~

第一版：

//定义加减乘除功能的函数 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; }

//计算器主体: //菜单： void menu() { printf("************************\n"); printf("****1.Add2.Sub******\n"); printf("****3.Mul4.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); //选择计算方式 switch (input) { case 0: printf("退出程序\n"); break; case 1: ret = Add(x, y); printf("输入两个数:>"); scanf("%d %d", &x, &y); printf("%d\n", ret); break; case 2: ret = Sub(x, y); printf("输入两个数:>"); scanf("%d %d", &x, &y); printf("%d\n", ret); break; case 3: ret = Mul(x, y); printf("输入两个数:>"); scanf("%d %d", &x, &y); printf("%d\n", ret); break; case 4: ret = Div(x, y); printf("输入两个数:>"); scanf("%d %d", &x, &y); printf("%d\n", ret); break; default: printf("输入错误，重新输入:>"); break; } } while (input); return 0; }

利用回调函数简化

//将冗余重复部分用函数封装void calc(int(*p)(int,int))//p是函数指针，传过来哪个函数地址就用哪种类型计算 { int x = 0; int y = 0; int ret = 0; printf("输入两个数:>"); scanf("%d %d", &x, &y); ret = p(x,y); printf("%d\n", ret); }

void menu() { printf("************************\n"); printf("****1.Add2.Sub******\n"); printf("****3.Mul4.Div******\n"); printf("****0.exit******\n"); printf("************************\n"); } int main() { int input = 0; do { menu(); printf("请选择:>"); scanf("%d", &input); //选择计算方式 switch (input) { case 0: printf("退出程序\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，重新输入:>"); break; } } while (input); return 0; }

使用回调函数以后，整个计算器虽然没有使用函数指针数组那样简洁，但是也比第一种“又臭又长”的代码好了特别多吧~

应用2：qsort库函数的使用

qsort：基于快速排序算法实现的一个排序函数；头文件:
优点：可以排序任意类型的数据

在学习qsort函数之前，先了解一下冒泡排序，看看他们两个排序有怎么样的区别
何为冒泡排序？

用于对整形数组进行排序
冒泡排序主要分为两大部分
①确定需要排序的趟数
②对每一趟的排序方法和细节进行设计
缺点：只能排序整数数组类型数据，通用性不强

//冒泡排序 void bubble_sort(int arr[], int sz) { //确定需要排序的趟数 int i = 0; for (i = 0; i < sz - 1; i++) { //对每趟排序的方法和细节进行设计 int j = 0; for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)//-i原因：每排序一趟，需要排序的数组就少一组 { if (arr[j] > arr[j + 1])//按照升序方式排序 { int tmp = arr[j]; arr[j] = arr[j + 1]; arr[j + 1] = tmp; } } } }int main() { int arr[10] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 }; int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[10]); //计算数组里面有几个元素 bubble_sort(arr, sz); //打印出排序后的数组 int i = 0; for (i = 0; i < sz; i++) { printf("%d ", arr[i]); } return 0; }

图解分析：

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qsort函数介绍
【C语言学习教程|C语言指针进阶-全面分析C指针重难点逐一突破(终篇)】

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qsort要求使用者自定义一个比较函数，通过用户指定任意类型以任意方式排序，可以实现对任何类型的数据排序。

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运用qsort进行排序

//打印数组排序后的结果 void my_print(int arr[], int sz) { int i = 0; for (i = 0; i < sz; i++) { printf("%d ", arr[i]); } }int main() { int arr[10] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 }; int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); //cmp_int：定义按照通过比较每个整形元素大小的方式对e1，e2进行比较 qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int); //打印排序后的数组 my_print(arr, sz); return 0; }

//定义比较方式的函数---版本1 int cmp_int(const void* e1, const void* e2) { //void*存储的地址不能直接进行解引用 //需要将指针进行强制类型转换为整形才可以解引用 if(*(int*)e1>*(int*)e2)//将数组arr排序为升序 { return 1; // e1 > e2返回一个大于0的数 } else if(*(int*)e1==*(int*)e2) { return 0; //e1 和 e2相等，返回0； } else { return -1; //e1 < e2返回小于0的数 } }

//定义比较方式的函数---版本2 int cmp_int(const void* e1, const void* e2) { //版本2--简易版 // 若e1 大于 e2，相减大于0，e1 等于 e2，相减等于0，e1 小于 e2 相减小于0 return (*(int*)e1 - *(int*)e2); }

void*指针类型

void * 指针可以存放任何类型的地址，堪称是指针类型界的垃圾桶，别人不要的东西它可以要，别人可以要的东西它也可以要

int a = 10; float *pf = &a; //这是错误的写法，编译器会出现警告 //void* void * pv = &a; //编译器不会有任何警告

①使用void * 指针类型时候需要注意，使用void * 存储的变量是不能直接解引用的，如const void * e1，*e1是错误的写法，想解引用void * 中存储的内容，必须先使用强制类型转换 *（int * ) e1
②void * 指针类型变量不能直接+1，如 e1+1，是错误的，void * 并不像int * 一样有明确的访问数据范围，如 int * pa = &a; pa+1代表访问了a地址往后4个位置的地址空间；

为什么说qsort函数可以排序任意一种类型的数组？现在写的不是和冒泡排序一样排序的是整形数组么，没有什么区别啊。
那接下来，就用qsort排序结构体数组

struct stu { char name[20]; int age; }; void my_print(struct stu *arr, int sz) { int i = 0; for (i = 0; i < sz; i++ ) { printf("%s\n", (arr[i]).name); } }int main() { struct stu arr[3] = { {"zs",25},{"ls",20},{"ww",18} }; int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); //cmp_by_name：定义一个通过结构体名字的顺序来排序的函数 my_print(arr, sz); qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_by_name); printf("\n"); my_print(arr, sz); return 0; }

int cmp_by_name(const void* e1, const void* e2) { //比较字符串，必须使用strcmp函数比较 return strcmp(((struct stu*)e1)->name,((struct stu*)e2)->name); }

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qsort函数模拟—深入了解qsort函数

模拟实现qsort（采用冒泡的方式）

前面的文章有提过如何尽量的模拟一个函数，尽量做到和这个模拟函数的参数细节相同

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通过刚刚的分析，我们知道qsort函数主要有以下几大部分组成：
base，num，width，cmp函数，e1和e2
并且qsort函数默认是升序排序，如需修改，将e1，e2位置调换即可

①：为什么设计base参数的时候使用void * 的指针类型？
原因在于设计者也无法预测使用者会用qsort函数排序什么类型的数据，而void * 的指针类型是万能的，可以存储任何数据类型的地址，只需要在使用的时候按照待排序的数据强制类型即可
②为什么要知道待排序数据元素的个数（num）？
设计者也不知道使用者会用它排序多少个元素的数据
③为什么需要待排序数组中一个元素的占内容的大小？
方便读取数组中的数据，如果不知道大小，很可能访问数据的时候会遗漏一些数据
如int * 类型的数据，加一每次跳过4个bit的空间，而char * 类型数据加一只跳过1个bit的空间。
④为什么要设计一个函数指针cmp？
回顾我们刚刚写的冒泡排序，他只能针对整形数据内容进行升序排序，不能像qsort函数那样可以给结构体中的字符进行排序，区别就在于刚刚的冒泡排序的排序方法是固定死的，而qsort函数的排序方法是自由的，由使用者自己依据排序的数据类型定义cmp函数内的排序方法。
⑤：为什么e1和e2类型是const void*类型
和前面一样，设计者也无法预测使用者将会用qsort函数排序怎么样的数据类型；
将qsort函数解析完以后，我们便可以开始着手模拟

//qsort函数模拟（基于冒泡排序） void bubble_sort(void* base, int num, int width, int(*cmp)(const void* e1, const void* e2)) { //冒泡排序大题思路不需要改变，只需要对排序方式进行即可 //确定需要排序的趟数 int i = 0; for (i = 0; i < num - 1; i++) { //对每趟排序的方法和细节进行设计 int j = 0; for (j = 0; j < num - 1 - i; j++)//-i原因：每排序一趟，需要排序的数组就少一组 { if (cmp((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width)>0) { swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width); } } } } //swap函数：交换函数，如果e1大于e2，则swap函数执行 void swap（char* buf1,char* buf2,int width) { char tmp = *buf1; *buf1 = *buf2; *buf2 = tmp; buf1++; buf2++; }

这样qsort内部工作流程就完成了,接下来就是对代码的具体解析：