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【C语言】指针进阶2:数组、指针、函数

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苏兮
发布2026-01-13 17:04:33
发布2026-01-13 17:04:33
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前言:

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。

一、函数指针

先看代码:

代码语言:javascript
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#include <stdio.h>
void test()
{
	printf("hello\n");
}
int main()
{
	printf("%p\n", test);
	printf("%p\n", &test);
	return 0;
}

输出:

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

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:

代码语言:javascript
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#include <stdio.h>
void test()
{
	printf("hello\n");
}
int main()
{
	void (*pf)() = test;
	pf();
	(*pf)();
	test();
	return 0;
}

输出:

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

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:

代码语言:javascript
复制
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:

代码语言:javascript
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//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:

  1. (void (*)())0 —— 将 0 强制转换为 函数指针: void (*)() 表示一个 函数指针类型
  2. *(…) —— 解引用该函数指针,得到函数本身。
  3. () —— 调用这个函数。

代码2解析:

  1. void(*)(int) —— 函数指针类型:参数:int;返回值:void(无返回值);
  2. signal(int, void(*)(int)) —— signal 函数的参数;
  3. void (*signal(...))(int) —— signal 的返回值:返回值是一个 函数指针void (*)(int)

二、函数指针数组

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:

代码语言:javascript
复制
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:

代码语言:javascript
复制
#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:

代码语言:javascript
复制
#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。

三、指向函数指针数组的指针

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:

代码语言:javascript
复制
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;
}

四、回调函数

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。

qsort函数(排序函数)

定义:

代码语言:javascript
复制
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);

  • 如果a与b的位置需要互换,则需要返回正值;若不需要互换,则返回非正值即可。(也就是正值是互换,非正值维持原状)

void*指针详解

代码语言:javascript
复制
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:

代码语言:javascript
复制
#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:

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

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:

代码语言:javascript
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//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。

总结

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!!!

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原始发表:2025-08-07,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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  • 前言:
  • 一、函数指针
  • 二、函数指针数组
  • 三、指向函数指针数组的指针
  • 四、回调函数
  • qsort函数(排序函数)
  • 总结
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