【C语言进阶：指针的进阶】回调函数

本章重点内容：

• 字符指针
• 指针数组
• 数组指针
• 数组传参和指针传参
• 函数指针
• 函数指针数组
• 指向函数指针数组的指针
• 回调函数
• 指针和数组面试题的解析

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什么是回调函数：

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。

如果第一次没有看懂这句话的意思，没关系，FLASH 在这里就以上篇博客中的实现一个计算器的例子，使用回调函数来进行实现，代码示例如下：

先来给出一个比较冗余的写法：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>void menu()
{printf("*************************\n");printf("****** 1:Add 2:Sub ******\n");printf("****** 3:Mul 4:Div ******\n");printf("*************************\n");
}int Add(int a, int b)
{return a + b;
}
int Sub(int a, int b)
{return a - b;
}
int Mul(int a, int b)
{return a * b;
}
int Div(int a, int b)
{return a / b;
}
int main()
{int x, y;int input = 1;int ret = 0;do{menu();printf("请选择：");scanf("%d", &input);switch (input){case 1:printf("输入操作数：");scanf("%d %d", &x, &y);ret = Add(x, y);printf("ret = %d\n", ret);break;case 2:printf("输入操作数：");scanf("%d %d", &x, &y);ret = Sub(x, y);printf("ret = %d\n", ret);break;case 3:printf("输入操作数：");scanf("%d %d", &x, &y);ret = Mul(x, y);printf("ret = %d\n", ret);break;case 4:printf("输入操作数：");scanf("%d %d", &x, &y);ret = Div(x, y);printf("ret = %d\n", ret);break;case 0:printf("退出程序\n");break;default:printf("选择错误\n");break;}} while (input);return 0;
}

我们发现 switch case 语句中有大量重复的代码，非常挫，那我们就可以将重复部分封装为一个函数，再将不一样的运算部分的函数进行传递给封装的函数就应该可以了，这个过程就被称为回调函数，代码优化示例如下：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>void menu()
{printf("*************************\n");printf("****** 1:Add 2:Sub ******\n");printf("****** 3:Mul 4:Div ******\n");printf("*************************\n");
}int Add(int a, int b)
{return a + b;
}
int Sub(int a, int b)
{return a - b;
}
int Mul(int a, int b)
{return a * b;
}
int Div(int a, int b)
{return a / b;
}void Calc(int(*pf)(int,int))
{int x = 0;int y = 0;int ret = 0;printf("输入操作数：");scanf("%d %d", &x, &y);ret = pf(x, y);printf("ret = %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("退出程序\n");break;default:printf("选择错误\n");break;}} while (input);return 0;
}

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⚡qsort函数

qsort 是一个库函数(quicksort)，被用来排序的库函数，并且是使用快速排序的方法进行排序。qsort 底层用的是快速排序的算法，不是我们之前用过的冒泡排序。

qsort 函数的几个优点：

• 是现成的，可以直接使用。
• 可以排序任何类型的数据

qsort 函数的具体形式，代码示例如下：

void qsort(void* base, //指向待排序数组的第一个元素size_t num, //待排序的元素个数size_t size,//每个元素的大小，单位是字节int(*cmp)(const void*, const void*) //指向一个函数，这个函数可以比较两个元素的大小)

利用 qsort 函数对元素进行排序，代码示例如下：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include<stdlib.h>//qsort函数的使用者提供这个函数
int cmp_int(const void* p1, const void* p2)
{//排升序return *(int*)p1 - *(int*)p2;//排降序//return *(int*)p2 - *(int*)p1;
}void print_arr(int arr[], int sz)
{int i = 0;for (i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", arr[i]);}
}test1()
{int arr[] = {3,5,8,2,4,1,6,9,4,7,0};int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//使用qsort函数来排序整形数组，这里就要提供一个比较函数，这个比较函数能够比较两个整数的大小//qsort函数默认排成升序，要想排成降序需要在比较函数那里做文章qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);print_arr(arr, sz);
}int main()
{test1();return 0;
}

大家要注意的是，这里第一次使用 void* 的指针，就简单说明一下void* 的作用吧：

void* ：无具体类型的指针，它可以接受任何类型的地址，void*类型指针解引用时会出现非法寻址，正是因为它无具体类型，因此在进行解引用时到底是访问几个字节，这就是一个问题。在使用无具体类型指针的解引用时，通常进行强制类型转换后在对其进行解引用。

int main()
{int a = 10;int* p = &a;//okchar* p = &a;//errvoid* p = &a;//okreturn 0;
}

通过对以上的例子的解读和说明，相信大家也对qsort函数的基本用法也有了一些了解，接下来我们一起再看看qsort函数是怎样排序结构体函数的；

按照年龄进行排序：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include<stdlib.h>struct Stu
{char name[20];int age;
};int cmp_stu_by_age(const void* p1, const void* p2)
{return ((struct Stu*)p1)->age - ((struct Stu*)p2)->age;
}test2()
{struct Stu s[] = { {"zhangsan",50}, {"lisi",30}, {"wangwu",23} };int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_stu_by_age);
}int main()
{test2();return 0;
}

调试结果如下：

按照名字进行排序：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>struct Stu
{char name[20];int age;
};int cmp_stu_by_name(const void* p1, const void* p2)
{return strcmp(((struct Stu*)p1)->name , ((struct Stu*)p2)->name);
}test2()
{struct Stu s[] = { {"zhangsan",50}, {"lisi",30}, {"wangwu",23} };int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_stu_by_name);
}int main()
{test2();return 0;
}

调试结果如下：

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⚡模拟实现qsort（采用冒泡的方式）

qsort 底层是快速排序，但是因为还没有了解到快速排序的思想，因此这篇博客使用冒泡排序的思想来实现一个类似于 qsort 这个功能的冒泡排序函数 bubble_sort()。

代码示例如下：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include<stdlib.h>int cmp_int(const void* p1, const void* p2)
{return *(int*)p1 - *(int*)p2;
}void print_arr(int arr[], int sz)
{int i = 0;for (i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", arr[i]);}
}void Swap(char*buf1, char*buf2,size_t width)
{int i = 0;for (i = 0; i < width; i++){char tmp = *buf1;*buf1 = *buf2;*buf2 = tmp;buf1++;buf2++;}
}//希望这个bubble_sort可以排序任意类型的数据
void bubble_sort(void* base, size_t num, size_t width, int (*cmp)(const void* p1, const void* p2))
{//确定趟数size_t i = 0;for (i = 0; i < num - 1; i++){//一趟冒泡排序的过程size_t j = 0;for (j = 0; j < num - 1 - i; j++){//两个相邻元素的比较if (cmp((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width) > 0){Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);}}}
}test3()
{int arr[] = { 3,5,8,2,4,1,6,9,4,7,0 };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);print_arr(arr, sz);
}int main()
{test3();return 0;
}

代码思路分析：

 排序结构体：

1. 按照年龄进行排序：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include<stdlib.h>struct Stu
{char name[20];int age;
};int cmp_stu_by_age(const void* p1, const void* p2)
{return ((struct Stu*)p1)->age - ((struct Stu*)p2)->age;
}void Swap(char*buf1, char*buf2,size_t width)
{int i = 0;for (i = 0; i < width; i++){char tmp = *buf1;*buf1 = *buf2;*buf2 = tmp;buf1++;buf2++;}
}//希望这个bubble_sort可以排序任意类型的数据
void bubble_sort(void* base, size_t num, size_t width, int (*cmp)(const void* p1, const void* p2))
{//确定趟数size_t i = 0;for (i = 0; i < num - 1; i++){//一趟冒泡排序的过程size_t j = 0;for (j = 0; j < num - 1 - i; j++){//两个相邻元素的比较if (cmp((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width) > 0){Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);}}}
}test4()
{struct Stu s[] = { {"zhangsan",50}, {"lisi",30}, {"wangwu",23} };int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);bubble_sort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_stu_by_age);
}int main()
{test4();return 0;
}

2. 按照名字进行排序：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include<stdlib.h>struct Stu
{char name[20];int age;
};int cmp_stu_by_name(const void* p1, const void* p2)
{return strcmp(((struct Stu*)p1)->name, ((struct Stu*)p2)->name);
}void Swap(char*buf1, char*buf2,size_t width)
{int i = 0;for (i = 0; i < width; i++){char tmp = *buf1;*buf1 = *buf2;*buf2 = tmp;buf1++;buf2++;}
}//希望这个bubble_sort可以排序任意类型的数据
void bubble_sort(void* base, size_t num, size_t width, int (*cmp)(const void* p1, const void* p2))
{//确定趟数size_t i = 0;for (i = 0; i < num - 1; i++){//一趟冒泡排序的过程size_t j = 0;for (j = 0; j < num - 1 - i; j++){//两个相邻元素的比较if (cmp((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width) > 0){Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);}}}
}test4()
{struct Stu s[] = { {"zhangsan",50}, {"lisi",30}, {"wangwu",23} };int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);bubble_sort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp_stu_by_name);
}int main()
{test4();return 0;
}

对模拟代码进行优化，加入flag：

void bubble_sort(void* base, size_t num, size_t width, int (*cmp)(const void* p1, const void* p2))
{//确定趟数size_t i = 0;for (i = 0; i < num - 1; i++){int flag = 1;//一趟冒泡排序的过程size_t j = 0;for (j = 0; j < num - 1 - i; j++){//两个相邻元素的比较if (cmp((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width) > 0){flag = 0;Swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);}}if (flag == 1){break;}}
}

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