C语言进阶————指针3

2026年2月7日学习总结:

本次学习继续围绕着进阶指针剩下的部分展开,学习内容主要分为以下四个部分:

1.函数指针

在之前学习函数指针的基础上来看两个有趣的代码,首先我们了解以下函数指针的类型:

void(*)()、int(*)()、char(*)()...

再来看两个有趣的代码并且去仔细了解一下两个代码各自的含义,代码如下

cs 复制代码
#include<stdio.h>
int main()
{
	(*(void (*)())0)();
	//其中void (*)()是函数指针类型,(void(*)())是将强制将后面的类型进行转换
	//该代码是一次函数调用,调用的是0作为地址处的函数:
	//①把0强制类型转换为:无参,返回类型是void的函数地址;
	//②调用0地址处的这个函数。

	void (*signal(int, void(*)(int)))(int);
	//①其中signal是函数名,以上代码是一次函数声明;
	//②声明的signal函数的第一个参数的类型是int,第二参数得类型是函数指针,该函数指针指向的函数参数是int,返回类型是void;
	//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是int,返回类型是void。
	return 0;
}

第一个代码void (*)()是函数指针类型,(void(*)())是将强制将后面的类型进行转换,该代码是一次函数调用,调用的是0作为地址处的函数:

①把0强制类型转换为:无参,返回类型是void的函数地址;

②调用0地址处的这个函数。

第二个代码:

①其中signal是函数名,以上代码是一次函数声明;

②声明的signal函数的第一个参数的类型是int,第二参数得类型是函数指针,该函数指针指向的函数参数是int,返回类型是void;

③signal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是int,返回类型是void。

以上两个有趣的代码在《C陷阱与缺陷》中出现过,有兴趣可以去了解。

函数指针如何重命名?使得上述代码变得简便。

在之前的学习中我们了解到typedef函数是将函数类型进行重命名,例如:

cs 复制代码
typedef unsigned int uint;

那么函数指针该如何重新命名呢?

用普通的函数重命名会直接报错,一般用typedef 函数返回值(*重命名变量名)(函数参数);

使用该重命名方法对上面的有趣的第二个代码进行简化,代码如下:

cs 复制代码
typedef void(*)(int) pf_t;//错误
typedef void(*pf_t)(int); //把void(*)(int)类型重命名为pf_t
#include<stdio.h>
int main()
{
	void (*signal(int, void(*)(int)))(int);
	//这样可以简写成
	pf_t signal(int, pf_t);
	return 0;
}

函数指针的用途

①写一个计算器(加法、减法、乘法、除法)

一般的代码:

cs 复制代码
#include<stdio.h>
void menu()
{
	printf("*************************************\n");
	printf("********  1.Add     2.Sub   *********\n");
	printf("********  3.Mul     4.Div   *********\n");
	printf("**************  0.退出  *************\n");
	printf("*************************************\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("请输入两个操作数:>");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = Add(x, y);
			printf("%d\n", ret);
			break;
		case 2:
			printf("请输入两个操作数:>");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = Sub(x, y);
			printf("%d\n", ret);
			break;
		case 3:
			printf("请输入两个操作数:>");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = Mul(x, y);
			printf("%d\n", ret);
			break;
		case 4:
			printf("请输入两个操作数:>");
			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("输入错误\n");
			break;

	}
	} while (input);
	return 0;
}

以上代码的switch-case语句显得过于冗余,使用函数指针组成函数代替该语句的重复部分,修改后代码就较之前的代码简洁,代码如下:

cs 复制代码
#include<stdio.h>
void menu()
{
	printf("*************************************\n");
	printf("********  1.Add     2.Sub   *********\n");
	printf("********  3.Mul     4.Div   *********\n");
	printf("**************  0.退出  *************\n");
	printf("*************************************\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;
}
void calc(int (*pf)(int, int))
{
	int x = 0;
	int y = 0;
	int ret = 0;
	printf("请输入两个操作数:>");
	scanf("%d %d", &x, &y);
	ret = (*pf)(x, y);
	printf("%d\n", ret);
}
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("输入错误\n");
			break;

		}
	} while (input);
	return 0;
}

2.函数指针数组(转移表)

函数指针也是指针。把函数和指针放在数组中,其实就是函数指针的数组。

实例:

cs 复制代码
#include<stdio.h>
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 (*pf)(int, int) = Add;
	int (*pfArr[4])(int, int) = {Add,Sub,Mul,Div};
	return 0;
}

借用函数指针数组简化之前的计算机代码,将代码写得更为简洁

cs 复制代码
#include<stdio.h>
void menu()
{
	printf("*************************************\n");
	printf("********  1.Add     2.Sub   *********\n");
	printf("********  3.Mul     4.Div   *********\n");
	printf("**************  0.退出  *************\n");
	printf("*************************************\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;
	int(*pfArr[5])(int, int) = {0,Add,Sub,Mul,Div};
		do {
			menu();
			printf("请选择:>");
			scanf("%d", &input);
			if (input == 0)
			{
				printf("退出计算器\n");
			}
			else if (input > 0 && input < 5)
			{
				printf("请输入两个操作数:>");
				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;
}

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。那么指针指向一个数组,数组的元素都是一个指针。

cs 复制代码
int main()
{
	int (*pf)(int, int) = Add;
	int (*pfArr[5])(int, int) = { 0,Add,Sub,Mul,Div };

	int (*(*pfArr[5]))(int, int) = &pfArr;
	return 0;
}

4.回调函数:就是一个通过函数指针调用的函数

就是把函数的指针(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。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,用于对该事件或条件进行响应。

在我们之前计算器的代码中calc函数就是相当于回调函数。为了更好的了解回调函数,用排序函数为例来理解,先回忆一下冒泡函数的代码。

cs 复制代码
#include<stdio.h>
void bubble_sort(int arr[], int s)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < s - 1; i++)
	{
		int flag = 1;
		int j = 0;
		for (j = 0; j < s - i - 1; j++)
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				int tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = tmp;
				flag = 0;
			}
		}
		if (flag == 1)
		{
			break;
		}
	}
}
int main()
{
	int arr[] = { 2,3,1,4,6,7,8,5,9 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	int i = 0;
	bubble_sort(arr, sz);
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("\n");
	return 0;
}

但是该方法只能排序整数,有没有其他方法可以根据意愿来修改实现排序呢?

当然有,库函数qsort,qsort是快速排序函数

使用格式:

void qsort(void* base,size_t num,size_t width,int (* _ cded cmp)(const void* e1,const void* e2));

其中base是排序数据的起始位置,num是待排序的数据元素的个数,width是待排序的数据元素的大小(单位:字节),int (* _ cded cmp)(const void* e1,const void* e2)是函数指针,这是根据自己排序内容写的比较函数根据自己需求来写,其中_ cded是函数调用约定。

那为什么该函数使用格式中只要用指针都使用的viod*类型呢?

那是因为void*是无具体类型的指针,可以接受任意类型地址,但是该类型不能解引用操作,也不能加减整数。

了解了使用格式之后,用一个例子来进一步了解

cs 复制代码
#include<stdio.h>
//比较两个整形呀元素,e1指向一个整数,e2为另一个整数
void cmp_int(const void* e1, const void* e2)
{
	//return (*(int*)e1 - *(int*)e2); //升序
	return (*(int*)e2 - *(int*)e1); //降序
}
int main()
{
	int arr[] = { 2,3,1,4,6,7,8,5,9 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	int i = 0;
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("\n");
	return 0;
}
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