C语言指针的进阶（下）

 博主：  清炒莲藕拌饭

博客：(10条消息) 清炒莲藕拌饭的博客_CSDN博客-C语言领域博主

专栏：(10条消息) C语言_清炒莲藕拌饭的博客-CSDN博客

专栏介绍：包含从C语言初阶到进阶各各知识点进行讲解，用C语言写的各种小程序，大体围绕C基础为主的专栏;

本篇博客重点：

1.函数指针

2.函数指针数组

3.指向函数指针数组的指针

4.回调函数

1.函数指针

函数指针介绍

首先我们先看一段代码：

#include <stdio.h>
void test()
{
 printf("hehe\n");
}
int main()
{
 printf("%p\n", test);
 printf("%p\n", &test);
 return 0;
}

输出结果（%p是用来打印地址的）： 

 也就是说不管是直接打印还是&打印test函数，它都是相同的地址，居然有地址那肯定就能使用指针指向这个函数，我们称为函数指针；

 

---

函数指针的类型定义：

前面我们也了解过来各种样子的指针，例如 int *pa，int （*pb）[5] 等等；

它们的类型除去指针变量名外剩下的就是它们的类型，pa的类型就是int*，pb的类型就是int（*）[5],函数指针也不例外：

int add(int a, int b)
{
	return a + b;
}
int main()
{
	int a = 0;
	int b = 0;
	int ret=add(a, b);

	return 0;
}

add函数指针：int （*ph）（int，int）= add（&可有可无）；

1.（*ph）就说明ph是一个指针

2.（int，int）说明这个指针指向的是一个函数，这个函数有两个参数，类型都是int

3.  int说明这个函数的返回值是int类型

int add(int a, int b)
{
	return a + b;
}
int main()
{
	int a = 5;
	int b = 3;
	int (*ph)(int, int) = add;

	int ret = ph(a, b);//*可以写也可不写，但是要写就一定要加上（）
	printf("%d", ret); //通过ph我们同样能调用add函数，就像给add函数取了一个小名
	return 0;
}

上面函数指针的基本定义我们了解了下面我们来看两段来自《c陷进和缺陷》这本书的代码：

//代码1    ( * ( void  ( * ) ( ) ) 0 ) ( );

//代码2    void  ( * signal (int , void ( * ) ( int ) ) ) ( int );

代码1解析：

void （*）（）我们知道是一个函数指针类型，（void （*）（））0是把0强制类型转换成void（*）（）这样的指针类型，然后加上  ( * ( void  ( * ) ( ) ) 0 ) ( )就是将0解引用然后调用，这个代码本质上其实就是一次函数调用，调用的是0作为地址处的函数；

代码2解析：

首先signal和前面的*没有一起（）起来，那么signal肯定就是和后面的（）结合，那么sighal一定是一个函数名了，signal（int，void（*）（int））就代表signal这个函数有两个参数，一个是int类型，一个是void（*）（int）函数指针类型，那么剩下的void（*）（int）是什么？

是signal函数的返回类型，它的返回类型也是一个函数指针类型，经过分析这个代码本质上其实就是一次signal函数的声明；

小知识：上面的类型都太过复杂，我们是不是可以用typedef来类型重定义呢？答案是肯定的！

typedef  void ( * pfun_t ) ( int );//注意typedef定义函数指针类型需要在（*）里面定义

pfun_t  signal ( int ,  pfun_t );

函数指针的用途：

初学者都会有一个疑惑：为什么要大费周折搞一个函数指针呢？我要调用函数直接用函数名不就行了吗？就像上面的add我就直接用不就行了，为什么要用函数指针ph呢？

按照上面的代码确实不需要函数指针，但只是上面代码过于简单了，对于初学者很少接触到一些高级一点的代码，所以对于函数指针不是很认同，我可以很明确的说函数指针绝可以算得上C语言里面的高级语法了，而且在复杂的代码中经常会用到！

举一个比较简单的栗子，我们要写一个实现计算器的程序（整数加减乘除）：

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;
	int y = 0;
	int ret = 0;
	do
	{
		menu();
		printf("请选择:>");
		scanf("%d", &input);
		
		switch (input)
		{
		case 1:
			printf("请输入2个操作数:>");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = Add(x, y);
			printf("%d\n", ret);
			break;
		case 2:
			printf("请输入2个操作数:>");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = Sub(x, y);
			printf("%d\n", ret);
			break;
		case 3:
			printf("请输入2个操作数:>");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = Mul(x, y);
			printf("%d\n", ret);
			break;
		case 4:
			printf("请输入2个操作数:>");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = Div(x, y);
			printf("%d\n", ret);
			break;
		case 0:
			printf("退出计算器\n");
			break;
		default:
			printf("选择错误\n");
			break;
		}
	} while (input);

	return 0;
}

写这样的代码相信大家已经是轻车熟路了，但我们发现这样的代码是不是过于冗余了，switch语句下的case语句项代码重复度过高，那我们是不是就可以把它单独拿出来封装成一个函数：

主语句部分：

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;

	do
	{
		menu();
		printf("请选择:>");
		scanf("%d", &input);
		
		switch (input)
		{
		case 1:
			calc(Add);
			break;
		case 2:
			calc(Sub);
			break;
		case 3:
			calc(Mul);
			break;
		case 4:
			calc(Div);
			break;
		case 0:
			printf("退出计算器\n");
			break;
		default:
			printf("选择错误\n");
			break;
		}
	} while (input);

	return 0;
}

我们实现一个calc函数，需要进行什么样的计算就把对应的计算函数传过来；

calc函数：

void calc(int (*pf)(int , int))
{
	int x = 0;
	int y = 0;
	int ret = 0;

	printf("请输入2个操作数:>");
	scanf("%d %d", &x, &y);
	ret = pf(x, y);
	printf("%d\n", ret);
}

 利用函数指针整段代码是不是简化了许多，而且这还不是最简化的方式，利用数组我们能使代码更加简单（函数指针数组）！

2.函数指针数组

函数指针数组是一个数组，它的所有元素类型都是函数指针类型；

根据我们上面写的计算器的代码，既然函数指针是一种类型，而且上面的加减乘除的函数类型都是一样的，那我们就可以把它们放在一个数组里面，需要哪个函数直接通过下标调用就行了；

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;
	int y = 0;
	int ret = 0;

	//函数指针的数组
	//转移表
	int (*pfArr[])(int, int) = {0, Add, Sub, Mul,  Div};//[]代表pfArr指向的是一个数组

	do
	{
		menu();
		printf("请选择:>");
		scanf("%d", &input);
		if (input == 0)
		{
			printf("退出计算器\n");
		}
		else if (input >= 1 && input <= 4)
		{
			printf("请输入2个操作数:>");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = pfArr[input](x, y);
			printf("%d\n", ret);
		}
		else
		{
			printf("选择错误\n");
		}

	} while (input);

	return 0;
}

这样写也方便我们下次添加其他的功能，直接在数组的元素初始化地方加上就可以了，下面的代码只需要微调便可；

3.指向函数指针数组的指针

指向函数指针数组的指针  是一个 指针， 指针指向一个 数组 ，数组的元素都是 函数指针 ;

定义方法：

void test(const char* str)
{
 printf("%s\n", str);
}
int main()
{
 //函数指针pfun
 void (*pfun)(const char*) = test;
 //函数指针的数组pfunArr
 void (*pfunArr[5])(const char* str);
 pfunArr[0] = test;
 //指向函数指针数组pfunArr的指针ppfunArr
 void (*(*ppfunArr)[5])(const char*) = &pfunArr;
 return 0;
}

这里只是粗略的给大家介绍一下，毕竟这里是可以一直套娃下去的，而且这样的代码也是比较少见的，能够认识这样的代码就足够了；

4.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。

qsort函数：

在C语言的库函数里面有一个qosrt函数，这个函数能够实现各种类型数据的排序，我们平常写的排序方法都是类型写死的，int类型就只能排序int类型，浮点型就只能排序浮点型；

 

qsort函数一共有4个参数，第一个参数是需要排序数据的起始地址，第二个参数是需要排序的元素个数，第三个参数是每个元素的大小（字节），第四个参数是一个函数指针，这个函数需要使用者自己写一个比较函数；

#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);
}
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]);
   }
    printf("\n");
    return 0;
}

使用回调函数模拟实现一个qsort函数：

#include <stdio.h>
int int_cmp(const void * p1, const void * p2)
{
  return (*( int *)p1 - *(int *) p2);
}
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;
   }
}
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);
           }
       }
   }
}
int main()
{
    int arr[] = { 1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8, 0 };
    //char *arr[] = {"aaaa","dddd","cccc","bbbb"};
    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;
}