C*指针进阶

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了C*指针进阶相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

目录

1、函数指针 

       1.2、两段有趣代码

2、函数指针数组

       2.2、用途(转移表)->计算器

3、指向函数指针数组的指针

4、回调函数

       4.1、回顾冒泡排序

       4.2、使用qsort函数

       4.3、使用回调函数,模拟实现qsort(采用冒泡的方式)


1、函数指针

  • 简要概念:既然数组指针是指向数组的指针,那么函数指针就是指向函数的指针,用来存放函数地址的一个指针。
  • 我们先写一个加法函数,并且打印出其地址看看。
#include<stdio.h>
int Add(int x, int y)

	return x + y;

int main()

	printf("%p\\n", &Add);
	printf("%p\\n", Add);
	//&函数名 和 函数名 都是函数的地址
	return 0;

不难发现,&函数名 和 函数名 都是函数的地址

  • 当我们拿到函数地址了,该怎么存起来呢?先回顾下数组地址的存法:
int arr[10] =  0 ;
int (*p)[10] = &arr;
  •  仿照数组指针的写法,写一下函数指针:
#include<stdio.h>
int Add(int x, int y)

	return x + y;

int main()

	int (*pa)(int, int) = Add;
	printf("%d\\n", (*pa)(2, 3));  // 5
	return 0;
  • 不同函数的地址存起来定义的指针也不相同
#include<stdio.h>
void Print(char* str)

	printf("%s\\n", str);

int main()

	void(*p)(char*) = Print;   
	(*p)("hello bit");
	p("hello bit");

	return 0;
  • 下面解释下为什么在存的时候*p要加括号。
void test()

printf("hehe\\n");

//下面pfun1和pfun2哪个有能力存放test函数的地址?
void (*pfun1)();
void *pfun2();

首先,能给存储地址,就要求pfun1或者pfun2是指针,那哪个是指针?
答案是:
pfun1可以存放。这里涉及到优先级的问题,因为在不加括号的情况下,pfun1会先和右边的括号也就是函数相结合,后和*结合,那就不是指针了,继而存不了地址,所以要在*pfun1先整个用()括起来,确保pfun1先和*结合,说明pfun1是指针,指针指向的是一个函数,指向的函数无参数,返回值类型为void。

  • 注意:
#include<stdio.h>
int Add(int x, int y)

	return x + y;

int main()

	int (*pa)(int, int) = Add;
	printf("%d\\n", (*pa)(2, 3));  // 5
	printf("%d\\n", (**pa)(2, 3));  // 5
	printf("%d\\n", (***pa)(2, 3));  // 5
	printf("%d\\n", (pa)(2, 3));  // 5
	printf("%d\\n", Add(2, 3));  // 5
	return 0;

如果pa是个函数指针,我去调用这个函数的时候,我可以解引用,也可以不解引用,*号可以看成一个摆设

1.2、两段有趣代码

//代码1
(*(void (*)())0)();
//代码2
void (*signal(int , void(*)(int)))(int);
  • 解释代码1:
(*(void (*)())0)();
  • void (*)() -> 函数指针类型. 0前面有个括号,(void (*)())0,把0进行强制类型转换,此时0就是一个函数地址,此时再加个*进行解引用,再加一个括号去调用函数,不需要传参,因为指向的函数是无参的
    
    总结:把0进行强制转换成函数指针类型,该指针指向的函数是无参,返回类型是void,当0变成一个函数地址时,对它进行解引用操作,去调用以0为地址的该函数。
  • 解释代码2:
void (*signal(int, void(*)(int)))(int);
  • 可以将上述代码用typedef关键字进行简化:
typedef void(*pfun_t)(int);//就是说将void(*)(int)整个换为*pfun_t
  • 但是万万不可写成:
typedef void(*)(int) pfun_t;  // err
  • 此时上述代码就可优化为:
pfun_t signal(int, pfun_t);
  • 总结:
  1. signal是一个函数声明,
  2. signal函数的参数有2个,第一个是int,第二个是函数指针,该函数指针指向的函数的参数是int,返回类型是void
  3. signal函数的返回类型也是一个函数指针,该函数指针指向的函数的参数是int,返回类型是void

2、函数指针数组

  • 前面我们学习到了指针数组
#include<stdio.h>
int Add(int x, int y)

int Sub(int x, int y)

int Mul(int x, int y)

int Div(int x, int y)

int main()

	// 指针数组
	int* arr[5];
    //数组的每个元素是int*
	int(*pa)(int, int) = Add;// 存了Add,也可以存Sub,Mul,Div  
	return 0;

这里我们创建了4个函数Add、Sub、Mul、Div,然后创建了函数指针来存放Add函数的地址,如果想要存其它的,只需要将Add换成其它的就可,但若都想存起来,则要创建4个不同的函数指针,继而有4个不同的变量,但duck不必这么麻烦,只需要用到函数指针数组即可:

//需要一个数组,这个数组可以存放4个函数的地址 - 函数指针的数组
int(*parr[4])(int, int) =  Add,Sub,Mul,Div ;//函数指针数组
  • 重新回顾下函数指针数组定义过程:
int *arr[10];
int (*parr1[10])();

parr1 先和 [ ] 结合,说明 parr1是数组,数组的内容是什么呢?
是 int (*)() 类型的函数指针。

  • 练习:
char* my_strcpy(char* dest, const char* src);
  • 1.写一个函数指针 pf ,能够存放my_strcpy
char* (*pf)(char*, const char*);
  • 2.写一个函数指针数组 pfArr ,能够存放4个my_strcpy函数的地址
char* (*pfArr[4])(char*, const char*);

2.2、用途(转移表)->计算器

  • 先写一个不用函数指针数组版本的简易计算器:
#include<stdio.h>
void menu()

	printf("****************************************\\n");
	printf("*****     1. add         2. sub    *****\\n");
	printf("*****     3. mull        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 Mull(int x, int y)

	return (x * y);

int Div(int x, int y)

	return (x / y);

int main()

	int input = 0;
	int x = 0;
	int y = 0;
	do
	
		menu();
		printf("请选择\\n");
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		
		case 1:
			printf("请输入两个操作数:>\\n");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			printf("%d\\n", Add(x, y));
			break;
		case 2:
			printf("请输入两个操作数:>\\n");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			printf("%d\\n", Sub(x, y));
			break;
		case 3:
			printf("请输入两个操作数:>\\n");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			printf("%d\\n", Mull(x, y));
			break;
		case 4:
			printf("请输入两个操作数:>\\n");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			printf("%d\\n", Div(x, y));
			break;
		case 0:
			printf("退出\\n");
			break;
		default:
			printf("选择错误\\n");
			break;
		
	 while (input);
	return 0;
  • 上述代码过于繁琐,可以使用函数指针数组进行简化
  • 函数指针数组的用途->转移表
int main()

	int input = 0;
	int x = 0;
	int y = 0;
	// pfArr是一个函数指针数组,用途->转移表
	int(*pfArr[])(int, int) =  0 ,Add,Sub,Mull,Div ;
	do
	
		menu();
		printf("请选择\\n");
		scanf("%d", &input);
		if (input >= 1 && input <= 4)
		
			printf("请输入操作数\\n");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			int ret = pfArr[input](x, y);
			printf("%d\\n", ret);
		
		else if(input == 0)
		
			printf("退出\\n");
		
		else
		
			printf("选择错误\\n");
		
	 while (input);
	return 0;

主体定义函数的内容跟上份代码一样,这里就先省略,直接写出主要使用函数指针数组的内容。使用函数指针数组就可以不需要再使用这么多次的switch case语句了。避免了代码的过多重复性

  • 注意:
  • 在上上份的switch case法计算器中,有一段代码出现多次:
printf("请输入两个操作数:>\\n");
scanf("%d %d", &x, &y);
  • 解决方法如下:需要用到回调函数,这里简单使用下,后续会详细介绍。
#include<stdio.h>
void menu()

	printf("*****     1. add         2. sub    *****\\n");

int Add(int x, int y)

	return (x + y);

int Sub(int x, int y)

	return (x - y);

void Calc(int(*pf)(int, int))

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

int main()

	int input = 0;
	do
	
		menu();
		printf("请选择\\n");
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		
		case 1:
			Calc(Add);
			break;
		case 2:
			Calc(Sub);
			break;
		default:
			printf("选择错误\\n");
			break;
		
	 while (input);
	return 0;
  • 这里简单拿Add和Sub这两个函数举例子,后续会详细介绍回调函数。

3、指向函数指针数组的指针

  • 代码解释:
#include<stdio.h>
int Add(int x, int y)

	return x + y;

int main()

	int arr[10] =  0 ;
	//数组指针p
	int(*p)[10] = &arr;
	//函数指针pf
	int(*pf)(int, int); 
	//函数指针数组pfArr
	int(*pfArr[4])(int, int);
	//函数指针数组指针ppfArr
	int(*(*ppfArr)[4])(int, int) = &pfArr; 
	//ppfArr首先和*结合说明是指针,指针指向的是数组,数组有4个元素,每个元素的类型是函数指针
	/*正解:
		ppfArr是一个数组指针,指针指向的数组有4个元素
		指向的数组的每个元素的类型是一个函数指针 int(*)(int,int)*/
	return 0;

4、回调函数

  • 概念:

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。

4.1、回顾冒泡排序

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 - 1 - i; j++)
		
			if(arr[j]>arr[j+1])
			
				int tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = tmp;
			
		
	

#include<stdio.h>
int main()

	int arr[10] =  9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 ;
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	bubble_sort(arr, sz);
  int i = 0;
  for (i = 0; i < sz; i++)
  
   	printf("%d ", arr[i]);  //0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
  
	return 0;
  • 我们都知道冒泡排序是专门用来排序整形数据的,那么浮点型数据和结构体该如何排序呢?
#include<stdio.h>
struct stu

	char name[20];
	int age;

;
int main()

	struct stu s[3] =  "zhangsan",20,"lisi",30,"wangwu",10 ;
	float f[] =  9.0,8.0,7.0,6.0,5.0,4.0 ;
	return 0;
  • 此时就引出万能函数qsort

4.2、使用qsort函数

  • qsort - 库函数 - 排序
  • 算法思想: 快速排序 quick sort
  • 格式:
void qsort(
     void* base,  ---> 目标数组 arr
     size_t num,  ---> 待排序元素的个数 n
     size_t width,---> 元素的字节大小  
     int(* cmp)(const void* elem1, const void* elem2)  ---> 函数比较 cmp_int
);
  • 讲解下void*

void*类型的指针 可以接收任意类型的地址,且不报警告

  • 正文:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>

int cmp_int(const void* e1, const void* e2)

	//比较整形值
	return *(int*)e1 - *(int*)e2;

void test1()

	int arr[10] =  9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 ;
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	
		printf("%d ", arr[i]);
	


int cmp_float(const void* e1, const void* e2)

	// 比较浮点数值
	/*if (*(float*)e1 == *(float*)e2)
		return 0;
	else if (*(float*)e1 > *(float*)e2)
		return 1;
	else
		return -1;*/
	// 或者int强转
	return (int)(*(float*)e1 - *(float*)e2);

void test2()

	float f[] =  9.0,8.0,7.0,6.0,5.0,4.0 ;
	int sz = sizeof(f) / sizeof(f[0]);
	qsort(f, sz, sizeof(f[0]), cmp_float);
	int j = 0;
	for (j = 0; j < sz; j++)
	
		printf("%.1f ", f[j]);
	


struct stu

	char name[20];
	int age;

;

int cmp_stu_by_age(const void* e1, const void* e2)

	// 比较年龄
	return ((struct stu*)e1)->age - ((struct stu*)e2)->age;

void test3()

	struct stu s[3] =  "zhangsan",20,"lisi",30,"wangwu",10 ;
	int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
	qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_stu_by_age);


int cmp_stu_by_name(const void* e1, const void* e2)

	// 比较名字就是比较字符串
	// 字符串比较不能直接用><=来比较,应该用strcmp函数
	return strcmp(((struct stu*)e1)->name, ((struct stu*)e2)->name);

void test4()

	struct stu s[3] =  "zhangsan",20,"lisi",30,"wangwu",10 ;
	int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
	qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_stu_by_name);

int main()

	//test1(); //排序整形数组
	//test2(); //排序浮点数
	//test3(); //排序结构体  通过年龄比较
	test4(); //排序结构体  通过名字比较
	return 0;

4.3、使用回调函数,模拟实现qsort(采用冒泡的方式)

#include<stdio.h>
struct stu

	char name[20];
	int age;

;
void Swap(char* buf1, char* buf2, int width)

	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))

	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz - 1; i++)
	
		int j = 0;
		for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
		
			//两个元素比较
			if (cmp((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width) > 0)
			
				//交换
				Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);
			
		
	

int cmp_int(const void* e1, const void* e2)

	//比较整形值
	return *(int*)e1 - *(int*)e2;

int cmp_stu_by_age(const void* e1, const void* e2)

	// 比较年龄
	return ((struct stu*)e1)->age - ((struct stu*)e2)->age;

int cmp_stu_by_name(const void* e1, const void* e2)

	// 比较名字就是比较字符串
	// 字符串比较不能直接用><=来比较,应该用strcmp函数
	return strcmp(((struct stu*)e1)->name, ((struct stu*)e2)->name);

void test5()

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

void test6()

	struct stu s[3] =  "zhangsan",20,"lisi",30,"wangwu",10 ;
	int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
	bubble_sort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_stu_by_age);

void test7()

	struct stu s[3] =  "zhangsan",20,"lisi",30,"wangwu",10 ;
	int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
	bubble_sort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_stu_by_name);

int main()

	//test5(); //排序整形数组
	//test6(); //排序结构体  通过年龄比较
	test7();  //排序结构体  通过名字比较
	return 0;

以上是关于C*指针进阶的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

C语言进阶笔记深入了解进阶指针

C语言进阶笔记深入了解进阶指针

C语言进阶笔记深入了解进阶指针

C语言进阶——指针进阶(字符指针指针数组数组指针)

C语言进阶5——指针的进阶

C语言—指针进阶