
在C语言中,函数指针是一种强大的工具,它允许我们将函数作为参数传递、动态调用函数,甚至实现回调机制。本文将继续探讨指针的高级用法,重点介绍函数指针及其应用场景,如qsort的实现原理。
先看代码:
#include <stdio.h>
void test()
{
printf("hello\n");
}
int main()
{
printf("%p\n", test);
printf("%p\n", &test);
return 0;
}输出:

输出的是两个地址,这两个地址都是 test 函数的地址。
那咱们再来看个代码:
#include <stdio.h>
void test()
{
printf("hello\n");
}
int main()
{
void (*pf)() = test;
pf();
(*pf)();
test();
return 0;
}输出:

即C语言允许直接通过函数指针调用函数,无需显式解引用。 那我们的函数的地址要想保存起来,怎么保存? 看代码:
void test()
{
printf("hello\n");
}
//下面pfun1和pfun2哪个有能力存放test函数的地址?
void (*pfun1)();
void *pfun2()答案是:
pfun1可以存放; 首先,能给存储地址,就要求pfun1或者pfun2是指针,那哪个是指针? pfun1先和*结合,说明pfun1是指针,指针指向的是一个函数,指向的函数无参 数,返回值类型为void。
那void *pfun2()是什么呢?这个应该很很熟悉了吧
答案是,函数,返回类型为void*且无参数的函数;
那咱们再来看两个有趣的代码:
//代码1
(*(void (*)())0)();
//代码2
void (*signal(int , void(*)(int)))(int);先来看代码1,可以分解为:
void (*)() 表示一个 函数指针类型代码2解析:
void(*)(int) —— 函数指针类型:参数:int;返回值:void(无返回值);signal(int, void(*)(int)) —— signal 函数的参数;void (*signal(...))(int) —— signal 的返回值:返回值是一个 函数指针void (*)(int)。函数指针的数组,那就说明:首先,它是数组,其次,数组元素是函数指针。 那咱们来看看它怎么定义:
int (*parr1[10])();解释:
parr1 先和 [] 结合,说明 parr1是数组,数组的元素是 int (*)() 类型的函数指针。
来看一下函数指针数组的用途:转移表: 先写一个可以实现计算器功能的函数:
#include <stdio.h>
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
{
printf("*********************\n");
printf(" 1:add 2:sub \n");
printf(" 3:mul 4:div \n");
printf(" 0:exit\n");
printf("*********************\n");
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;
}这样写发现有很多东西是重复的, 所以咱们来用函数指针数组实现一下:
#include <stdio.h>
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;
int (*parr[4])(int, int) = { &add,&sub,&mul,&div };//转移表
do
{
printf("*********************\n");
printf(" 1:add 2:sub \n");
printf(" 3:mul 4:div \n");
printf(" 0:exit\n");
printf("*********************\n");
printf("请选择:");
scanf("%d", &input);
if (1 <= input && input <= 4)
{
printf("输入操作数:");
scanf("%d %d", &x, &y);
ret = parr[input-1](x, y);
printf("ret = %d\n", ret);
}
else if(input == 0)
{
printf("退出程序\n");
}
else
{
printf("输入有误\n");
}
} while (input);
return 0;
}为什么需要函数指针数组?
当需要根据不同条件调用不同函数时,传统的switch-case会显得冗长。而通过函数指针数组,可以将所有函数集中管理,只需通过索引即可调用,极大简化代码逻辑。
解释:
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:
void test(const char* str)
{
printf("%s\n", str);
}
int main()
{
//函数指针pfun
void (*pf)(const char*) = test;
//函数指针的数组pfArr
void (*pfArr[5])(const char* str);
pfArr[0] = test;
//指向函数指针数组pfArr的指针ppfArr
void (*(*ppfArr)[5])(const char*) = &pfArr;
return 0;
}解释:
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。
咱们来看一个典型使用回调函数的例子并且详细讲解一下qsort函数吧。
定义:
void qsort(void *base, size_t nitems, size_t size, int (*compar)(const void *, const void *));
函数参数解释:
1.数组名
2.元素个数(从前往后计算)
3.数组元素所占字节(int,double,char等所占字节)
4.比较函数(递增,递减,奇偶交叉等)比较函数注意事项: int compar(const void *a, const void *b);
void*指针详解:
int main()
{
int a = 10;
void* pv = &a;//void*是无具体类型的指针,可以接受任意类型的地址
//void*是无具体类型的指针,所以不能解引用操作,也不能+-整数
//简而言之,它可以包容所有类型的指针,它也可以变成所有的指针
return 0;
}那先看一下qsort函数的使用:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
//实现compar函数(根据使用者不同排序情况来进行设计)
//咱们现在想让数组为升序;
int compar(const void* a, const void* b)
{
return *(int*)a - *(int*)b;
}
int main()
{
int arr[10] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };//此时数组为降序
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//数组元素个数
qsort(arr, sz, sizeof(int),compar);//调用compar即为回调函数
int i = 0;
for (i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%d ", arr[i]);
}
return 0;
}输出:

想必到这里已经对qsort函数有了了解,那么咱们可以自己实现一个qsort函数呀,咱们这里就采用冒泡排序的思想来进行函数设计:
//基于冒泡排序----自主实现qsort
#include<stdio.h>
//排序函数,咱们选择升序
int compar(const void* p1, const void* p2)
{
return (*(int*)p1 - *(int*)p2);
}
//交换函数
// 使用char*按字节交换数据,适用于任意类型
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;
}
}
//qsort函数冒泡思想实现
void bubble(void* base, size_t nitems, size_t size, int (*compar)(const void*, const void*))
{
int i = 0;
int j = 0;
for (i = 0; i < nitems - 1; i++)
{
for (j = 0; j < nitems - i - 1; j++)
{
if (compar((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[10] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };//此时数组为降序
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//数组元素个数
int i = 0;
bubble(arr, sz, sizeof(int), compar);
for (i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
{
printf("%d ", arr[i]);
}
printf("\n");
return 0;
}可以看出,咱们只是在基本的冒泡排序上进行改进,使其满足qsort函数的通用性。 总结: 回调函数是C语言中解耦和灵活性的经典实现方式,它通过函数指针将具体逻辑交给调用者定义。
指针进阶完结。
通过本文,我们深入探讨了函数指针及其衍生应用,包括函数指针数组、回调函数,并手动实现了qsort的核心逻辑。希望读者能理解函数指针的本质是代码的抽象与动态调用,这是C语言高效与灵活的基石。
感谢坚持观看至此,😗😗😗谢谢!!!