C语言——指针进阶（三）

目录

一.前言摘要

二.排序函数qsort的模拟实现

三.指针和数组笔试题解析

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一.前言摘要

讲述关于strlen和sizeof对于各种数组与指针的计算规则与用法。另外还有qsort函数的模拟实现（可以排序任意类型变量）

二.排序函数qsort的模拟实现

目标：用冒泡排序的思想，模拟实现一个排序函数，可以排序任意类型的数据。

我们先来进行两个小测试：

测试一：

冒泡排序已经是老主顾了，只要明白每一次对比（最坏情况）的趟数就可以用双层for循环写出来了。

 测试一结束，结论：只能排序整型数组。

测试二：

当我们往bubble_sort函数输入实参时会发现接受实参的变量类型只能是int，与结构体不匹配。

接下来我们就要对bubble_sort函数重新作出修改了。

上岸先斩意中人，改函需修形参路。我们可以发现两个测试传输的实参都是地址，那我们就选择用万金油的void* 指针（可以接收任何类型的地址）进行接收。

除了知道元素的起始地址和个数，还需要知道一个元素的大小，这样下一个元素存放在哪里才能知道。所以我们又引进了一个新的变量size_t size.

下面对内部排序进行分析：

首先无论是整型排序还是结构体排序它的趟数都是一样的，都需要慢慢去对比。唯一要变的是这一段代码。

应对不同类型的对比，两个元素的比较方法也是不一样的，总不能用>来对比结构体吧。

我们不妨提供一个专门对比两个元素大小的函数，如果前一个元素>0那就让cmp返回一个大于0的数，如果相等就返回0，后一个元素大就返回小于0的数。

那我们如何还函数里调用这个cmp函数呢，我们可以在添加一个形参，这个形参是一个函数指针，存储的是cmp函数的地址（这样就可以指向该地址并调用它了），而这个函数指针指向函数的两个参数e1和e2分别是我们需要对比的两个元素（这里用指针来接收它们），最后该函数指针的返回类型是int（因为要分两个元素的大小情况而返回不同的数值）。

因为我们要作相减运算，所以这里对e1和e2进行强制类型转换后再解引用。

接下来我们要思考如何把arr[j]与arr[j+1]的地址传给cmp函数：

通过图示我们可以知道base是指向首个元素的地址的，那能不能对它进行base+1来指向下一个元素呢？答案是不行，虽然void*是万金油可以接收任意类型的地址，但它也有弊端——就是不能+-整数来改变指针指向。

强制转换成int*的话也不合适，那我们干脆就直接强制转换为char*，当我们需要指向下一个元素的时候又知道元素大小，直接加上就可以跳转指向了。一开始我们是9和8比，后面又该如何实现9和7比呢？

既然本质是相邻元素比较，那我们就和j联系起来，通过j*size来实时实现2相邻元素的对比。

我们对两个元素进行交换也要作出相应的变化，由于是不清楚该元素的类型，所以我们采用的是一个字节对应一个字节的交换。

可以有人会有疑惑，这里为什么不直接创造一个第三变量交换呢？假如创建第三变量，那变量类型我们不清楚是没办法创建的。

我们可以通过临时创造出来的字节（char类型）对两个元素的字节一个一个进行交换

至此，这个通用类型的排序函数就改造完成了。我们先来测试一下整型数组test1。

整体结构图：

接下来我们来测试结构体里面的年龄大小：

再创造一个比较结构体的函数

当我们按照年龄来比后：

如果想要按照名字来比：

那就再创建一个函数，只不过字符串对比需要用到strcmp来比较。

整体结构图：

当我们想要把升序改为降序时，来看看应该更改哪些地方。

三.指针和数组笔试题解析

开胃小菜：

整型：

字符：

到&arr这里需要特殊说明一下，虽然strlen接收类型是用const char* str接收，数组指针char(*)[6]会发生类型转换，但本质上整个数组地址和首个元素地址一开始都是一样的，所以strlen还是会从最开始的首个地址开始相后寻找\0

再来一组：

这里并不是把abcdef存到p里面去，更准确的应该是把a的地址存到p里面，让p能够找到abcdef\0这段字符串。