函数指针如何定义_函数指针如何定义和使用

【C语言】函数指针|函数指针数组|函数指针数组指针|如何理解？
　　目录

　　1.函数指针

　　1.1函数指针定义

　　1.2使用函数指针实现简单计算器

　　2.函数指针数组

　　3.函数指针数组指针

　　4.回调函数

　　4.1回调函数的定义

　　4.2库函数qsort的使用

　　4.3模拟qsort实现冒泡排序

　　1.函数指针

　　1.1函数指针定义

　　数组指针：指向数组的指针

　　类比数组指针，可以得到函数指针：指向函数的指针

　　以下我们以加法函数Add为例讲解函数指

　　上述为一个加法函数Add，我们使用Add(a,b)调用，可以得到a+b的结果

　　我们已经知道如何定义一个数组指针

　　int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0}

　　int (*pa)[10] = &arr;

　　类比数组指针，我们定义一个函数指针pf：

　　int (*pf)(int int) = &Add：pf指向函数Add

　　定义一个函数指针后，我们如何使用呢？

　　如下图所示：我们使用*pf(a,b)和pf(a,b)都可以调用成功

　　因为函数名和pf一样都可以表示函数的地址，Add(a,b)可以成功调用，pf(a,b)同理

　　
 1.2使用函数指针实现简单计算器

　　以下代码是我们最初的构想：

　　以下是程序运行结果：

　　以上代码可以实现加减乘除简易计算器的计算，但是我们可以发现在switch-case语句中存在大量的代码冗余，我们应当尽量避免这种写法，所以我们使用函数指针来改进：

　　冗余代码：

　　printf("请输入俩个操作数>

　　");

　　scanf("%d %d", &a, &b);

　　result = Add(a, b);//执行加法

　　printf("结果是：%d

　　", result);

　　对于冗余的代码，我们可以把它封装成一个函数calc：

　　函数的返回类型是viod，因为我们已经在函数内部进行了结果的打印

　　那函数的参数是什么呢？

　　不难发现，冗余代码中只有调用的函数不同，所以我们的参数应该和函数有关才可以调用

　　如何找到一个函数，那当然就是通过函数指针啦

　　所以参数就是一个函数指针，并且这个指针指向的函数们返回类型类型，参数都一致

　　定义如下：

　　有了calc函数，只需要在case语句中调用calc函数，并传参数为标号所对应的函数名即可

　　具体实现如下：

　　可以实现计算器的效果

　　2.函数指针数组

　　函数指针数组：就是存放函数指针的数组

　　上述程序只能实现加减乘除四则运算，当我们需要实现更多的功能，例如x&y，x|y，x>>y，x<<y等一系列高级功能时，我们可以使用函数指针数组，以下还是以上个程序为基础介绍

　　首先我们参照整型数组理解一下函数指针数组

　　代码分析：

　　int (*parr[10])(int, int) = { 0,&Add,&Sub,&Mul,&Div };

　　//parr是一个函数指针数组

　　//为了使我们的输入与数组下标相对应，方便代码书写，0也参与数组的初始化

　　//当input == 0时执行，退出计算

　　if (input)

　　{

　　printf("退出计算

　　");

　　}

　　//当输入我们需要执行的操作的合法标号时执行

　　else if (input >= 1 && input <= 4)

　　{

　　printf("请输入俩个操作数>

　　");

　　scanf("%d %d", &a, &b);

　　int result = parr(input)(a, b);//函数调用

　　//当input == 1时，result = parr[1] = &Add(a,b) = Add(a, b)

　　//因为&Add和Add都表示函数的地址，所以这里可以完成函数调用

　　printf("结果是：%d

　　", result);

　　}

　　//输入其他非法数字时执行

　　else

　　{

　　printf("输入错误，请重新输入

　　");

　　}

　　3.函数指针数组指针

　　函数指针数组指针，顾名思义，就是指向函数指针数组的指针

　　首先，我们需要定义一个函数指针数组，如下

　　int (*pfarr[5])(int, int) = { 0 };

　　接着定义一个指针，指向这个数组

　　对于一个整型数组int arr[5] = { 0 };指向它的指针如下图所示

　　对于一个函数指针数组指针，首先它是一个指针，指向的数组有5个元素，每个元素的类型是int  (*) (int,int)

　　4.回调函数

　　4.1回调函数的定义

　　回调函数就是一个通过函数指针调用的函数。如果把一个函数指针（即函数的地址）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，回调函数不是用该函数的实现方直接调用，而是在特定条件或者条件发生时由另外的一方调用的，用于对该事件或者条件的响应。

　　在上述使用函数指针实现计算器的例子中，类似calc(Add),calc(Sub)就是回调函数 

4.2库函数qsort的使用

　　库函数qsort：使用快速排序的思想实现的一个排序函数

　　我们使用cplusplus官网可以检索这个函数

　　官网地址：cplusplus.com – The C++ Resources Network

　　通俗来说，就是对于一个每个元素都是size类型的数组，我们从base指针指向的那个数开始，向后的num个数，按照compar指定的比较方式进行比较

　　关于compar:首先这是一个函数指针，它指向的函数就是进行比较

　　可以这么认为：我们传给compar函数俩个参数a和b，compar函数处理并按照返回规则（如上图）返回一个整型数据，这个返回的数据作为库函数qsort函数的参数，qsort按其默认的顺序（默认升序）进行排序

　　另外，可以发现qsort函数和compar函数的参数类型都是const viod*类型，而不是某个具体的类型：其中，const用来保护数据，防止误操作造成程序错误

　　对于void*：viod*是一个没有具体类型的指针(可以称之为泛型指针)，可以接收任意类型的指针,因为函数提前不知道我们要操作的数据的类型,使用泛型指针，提高了函数的通用性

　　当然，泛型指针的特殊性导致其不能直接进行解引用操作，也不能进行+/-整数的操作

　　当我们使用时，需要先强制类型转换为我们需要的数据类型，再解引用操作

　　接下来我们使用qsort函数实现对结构体数据数据的排序

　　首先定义一个结构体类型，结构体成员变量包括了姓名，性别(male/female),年龄

　　接着我们在main函数中创建一个结构体数组进行初始化

　　printf("%-10s %10s %10s

　　", "姓名", "性别", "年龄");

　　%10s是一种打印格式：字符串占位符10位，默认右对齐

　　%-10s可以设置成左对齐

　　可以打印一下定义的结构体变量，检查赋值有无错误

　　然后使用sqort函数对结构体变量的成员排序

　　我们在主函数中加入俩行代码：

　　一行计算数组元素个数，即我们需要排序的元素个数

　　一行是qsort函数的调用，参数分别为：
s：数组名即数组首地址，这里即表示我们从数组的第一个元素开始排序sz：数组的元素个数，这里表示需要排序的元素个数即为整个数组所有元素sizeof(s[0])：计算一个数组元素的大小，这里即表示待排序元素的大小compar_by_name：这是一个函数的地址，这个函数就是我们的比较方式

　　接下来我们分别书写通过年龄，姓名和性别进行比较的函数 
按照年龄排序

　　按照姓名排序

　　因为strcmp函数的返回值刚好和比较函数的返回值符号相一致，所以我们可以不进行if语句的判断，直接将strcmp函数的返回值返回即可； 

按照性别排序

　　综上分析，我们可以写出以下完整代码

　　4.3模拟qsort实现冒泡排序

　　冒泡排序的基本原理我们已经讲解过，具体参考

　　https://mp.csdn.net/mp_blog/creation/editor/123819688

　　模拟qsort函数，所以我们的冒泡排序函数参数应与其一致

　　接下来我们进行函数传参

　　bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0], cmp));

　　其中，cmp 函数就是我们的比较函数

　　我们先编写 bubble_sort函数

　　和之前实现的冒排序函数一样，我们使用双层循环实现

　　不同的地方就是我们使用一个比较函数进行比较，如果不符合升序，则交换

　　交换也通过swap函数实现

　　接着编写cmp比较函数

　　最后编写swap交换函数

　　注：关于cmp函数的参数和swap函数的参数

　　cmp(  (char*)base + j * width,  (char*)base + (j + 1) * width)

　　传参时，首先对base指针进行了强制类型转换，将base指针进行细化，使其可以每次访问一个字节（方便了char型数据的排序）；然后我们给它加了一个偏移量j+width，我们知道width是一个元素的大小，循环时，j从j=0开始，所以第一次比较函数比较的是(char*)base和(char*)base+width(整型数组时，width == 4);第二次比较函数比较的是(char*)base+width和(char*)base+2*width(整型数组时，width == 4)…我们画图解释

　　每次加一个偏移量使指针指向我们比较的位置

　　如果不符合升序排列，就进行交换，调用swap函数

　　swap函数按每次访问一个字节的方式交换，因为我们在cmp函数中对指针进行了细化，所以这里每次交换一个字节，当元素为整型数据时，我们需要循环四次依次交换四个字节的数据

　　综上所述，整体代码如下

　　输出如下：可以实现升序排列