指針進階

何時代表整個數(shù)組

數(shù)組名在除了定義數(shù)組，使用sizeof（）函數(shù)和加&之外均代表數(shù)組首元素的地址

如何存儲指針？

數(shù)組指針

int (*p2)[10] = &arr;

我們首先來看看這個代碼，*p2是一個指針，在代碼中p2外的括號不可缺少的，因為[]的優(yōu)先級更高所以如果不加括號，這行代碼就會變成一個指針數(shù)組的定義

函數(shù)指針

int Add(int x, int y){	return x + y;}

假設(shè)我們要用指針來存儲這個加法函數(shù)的地址，首先我們要知道函數(shù)名就代表函數(shù)的地址

int (*pf)(int, int) = Add;//pf是指針名，最前面的int代表函數(shù)的返回類型，后面的兩個int表示函數(shù)的參數(shù)類型

值得注意的是，代表函數(shù)的參數(shù)類型的int后面加上x或y或者任意字符都是可以的，只要能明確其類型就行，但這沒有必要

函數(shù)指針的調(diào)用

因為函數(shù)名就代表函數(shù)的地址，所以事實上函數(shù)的指針與函數(shù)名是等價的，所以我們在調(diào)用函數(shù)指針時既可以將函數(shù)指針解引用為原函數(shù)名來使用函數(shù)，也可以使用指針來直接調(diào)用，如

// 先解引用為原函數(shù)名int sum = (*pf)(2,3);// 直接使用指針sum = pf(2,3);

我們可以發(fā)現(xiàn)在第一個調(diào)用過程中，*其實只是一個擺設(shè)

函數(shù)指針數(shù)組

顧名思義，該數(shù)組就是用來存放函數(shù)指針的數(shù)組（也可以說數(shù)組中存的就是函數(shù)名），那么我們要如何來使用這個東西呢？現(xiàn)在咱們再增加一個減法函數(shù)

int Sub(int x, int y){	return x-y;}

那么比方說我們想要來完成一個能實現(xiàn)加減法的計算器功能，那么我們可以先進行如下代碼

int (*pA)(int, int) = Add;int (*pS)(int, int) = Sub;

我們會發(fā)現(xiàn)這兩個函數(shù)無論是參數(shù)還是返回值的類型都是相同的，所以我們可以考慮使用一個指針數(shù)組來實現(xiàn)代碼，讓我們這樣定義函數(shù)指針數(shù)組

int (*pArr[5])(int, int) = {Add, Sub};//因為[]的優(yōu)先級高于*，所以當指針名不加括號時pArr就代表一個函數(shù)指針數(shù)組

更為深入地來看，我們可不可以獲取并存儲pArr的地址呢？答案是可以的

int (*(*p)[5])(int, int) = &pArr;//其中p是一個指針指向了一個元素為函數(shù)指針的數(shù)組

到這里套娃的工作我們就不繼續(xù)了，讓我們再來看看回調(diào)函數(shù)

回調(diào)函數(shù)

回調(diào)函數(shù)就是用一個函數(shù)來調(diào)用另一個函數(shù)，以實現(xiàn)在特定條件下調(diào)用某個函數(shù)的目的?，F(xiàn)在我們有一個Calc()函數(shù)，我們要求當我們把Add函數(shù)傳過去時就完成加法，將Sub傳過去時就完成減法，

void Calc(int (*pf)(int, int)){int ret = pf(5,3);printf("%d", ret);}int main(){Calc(Add);//既然我們傳輸了函數(shù)的地址，我們就要用一個函數(shù)指針來接收Calc(Sub);	return 0;}

這就是一個簡單的回調(diào)函數(shù)，當把Add傳參給Calc時，pf就接收了Add的地址，并用Add來計算5+3的值，Sub同理來計算5-3的值

排序

我們擁有很多種排序方法，如冒泡排序，選擇排序，插入排序等，這次我想主要來講qsort快速排序，并在簡單說完冒泡排序后用冒泡排序來模擬qsort函數(shù)

冒泡排序

我們先來簡單地講講冒泡排序，冒泡排序的基本思想無非是兩兩比較大小并排序，，比方說我想把{9，8，7，6，5，4，3，2，1，0}這10個數(shù)字改為升序應(yīng)該怎么做呢

void BubbleSort(int arr[], int sz) {	int i = 0;	for(i = 0; i < sz - 1; i++)//我們每輪會改變一個數(shù)字的位置，因為當我們把之前的9個數(shù)字排列完之后最后一個數(shù)字的位置也必然已經(jīng)正確了，故只需排列比數(shù)組大小少一輪	{		int j = 0;		for(j = 0; j <= sz - i -1; j++);//因為每輪過后都會有一個數(shù)字已經(jīng)排序完成且位于數(shù)列后方，所以每輪之后需要排列的數(shù)字都可以減1		{			if(arr[j] > arr[j+1])			{				 int tmp = arr[j+1];				 arr[j+1] = arr[j];				 arr[j] = tmp;			}		}	}}int main(){	int arr[10] = {9,8,7,6,5,4,3,2,1,0};	BubbleSort(arr,sz);//當我們要進行排序的時候一般會考慮將數(shù)組的大小也傳送過去}

這就是一個冒泡排序，如果想看它的結(jié)果，我們也可以再添加一個打印程序

PrintArr(int arr, int sz){	int i = 0;	for(i = 0; i < sz; i++)	{		printf("%d ", arr[i]);	}}

對于冒泡排序，我們會發(fā)現(xiàn)它只能用于對整型的排序，那么如果我們想讓一個程序來排列任意類型時，應(yīng)該怎么辦呢，qsort函數(shù)能幫我們解決這個難題，下面我們來講講qsort函數(shù)

qsort 快速排序

void qsort( void *base, size_t num, size_t width, int (__cdecl *compare )(const void *elem1, const void *elem2 ) );

這是qsort函數(shù)的格式規(guī)范，看起來很長很復(fù)雜，但當我們把它給細分出來時就顯得很簡單了，讓我們把它分行寫出來，
void qsort( void base,
size_t num,
size_t width,
int (cmp)(const void e1, const void e2 ) );
之前說過，我們排序時除了傳送數(shù)組名外我們還會把數(shù)組大小也給傳送，但在這個函數(shù)中，我們可以發(fā)現(xiàn)這個函數(shù)第一個參數(shù)是數(shù)組，第二個參數(shù)是數(shù)組大小（元素個數(shù)），那么之后兩個參數(shù)是什么東西？
要回答這個問題，我們首先要注意一下base前的類型是void，void是一種無具體類型的指針，可以理解為通用指針，因為我們希望qsort函數(shù)能夠排序任意類型的數(shù)組，所以我們就需要void的幫助
重點來了！
void能接收任意類型的地址，但它有一個缺點：不能進行運算，不能解引用，因為指針進行運算時依賴指針類型來明確指針所指向類型的內(nèi)存大小，比如若p是一個整型指針，那么p++增加的就是4bit，而當p是字符指針時，p++增加的就只是1bit，而void*未明確指針指向的類型，自然無法進行運算了，所以我們就能理解第三個參數(shù)存在的意義了，它代表的是每個元素類型所占的內(nèi)存大小，即寬度，這樣qsort函數(shù)就可以知道每個元素的內(nèi)存大小以便排序的進行了
現(xiàn)在我們?yōu)閝sort函數(shù)傳輸了數(shù)組，元素個數(shù)和元素大小，按道理來說這已經(jīng)足以讓qsort進行排序了，那第四個參數(shù)有什么作用呢？你一定想到了，我們當初使用qsort的目的之一就是為了排序任意類型的元素，所以我們必須對種類型的元素定義一個特定的排序規(guī)則（先提一嘴，第四個參數(shù)就是一個函數(shù)指針，也就是說我們需要創(chuàng)建一個函數(shù)并傳遞它的指針），比方說我現(xiàn)在想要給一個結(jié)構(gòu)體排序，

Struct Stu{    char name[20];    int age;    float score;};	struct Stu s[3] = { {"張三",15,70.0},{"李四",35,72.0},{"王五",55,14.0} };

顯然我們不能簡單地比較三個結(jié)構(gòu)體的大小，所以我們必須確立一個規(guī)則，確定應(yīng)該使用名字，年齡還是分數(shù)來對三位學(xué)生進行排序，我們先來看看qsort對這個排序規(guī)則的要求

也就是說當e1小于e2時，cmp需要返回一個負數(shù)作為qsort的參數(shù)，等于時返回0，大于時返回正數(shù)，這個很簡單，只需要將e1-e2即可，現(xiàn)在讓我們看看如果想用名字來進行排序應(yīng)該怎么操作

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS#include #include #include struct Stu{	char name[20];	int age;	float score;};int cmp(const void* e1, const void* e2){	return strcmp(((struct Stu*)e1)->name,((struct Stu*)e2)->name);//因為void*類型不能進行運算，所以我們把它強制轉(zhuǎn)換為struct Stu*類型，取其中的name，并用strcmp函數(shù)來比較字符串大小}int main(){	struct Stu s[3] = { {"張三",15,70.0},{"李四",35,72.0},{"王五",55,14.0} };	int sz = sizeof(s) / sizeof(s[0]);	qsort(s, sz, sizeof(s[0]), cmp);//這里實際上就是一個回調(diào)函數(shù)，qsort回調(diào)了cmp，cmp接收了類型為const void*的指針e1和e2	return 0;}

同理，如果我們想用年齡來進行排序，我們只需將cmp函數(shù)修改為

return ((struct Stu*)e1)->age-((struct Stu*)e2)->age;

而如果我們想實現(xiàn)倒敘則只需要把cmp中前后兩個參數(shù)調(diào)換位置即可。
現(xiàn)在我們已經(jīng)可以理解冒泡排序和qsort的用法，那么如何使用冒泡排序來模擬qsort的功能呢？

用冒泡排序來模擬qsort函數(shù)

現(xiàn)在筆者先把整體代碼展現(xiàn)一下，接著再對每塊代碼細細解釋

void print_arr(int arr[], int sz){	int i = 0;	for (i = 0; i < sz; i++)	{		printf("%d ", arr[i]);	}	printf("/n");}int cmp_int(const void* e1, const void* e2){	return((*(int*)e1) - (*(int*)e2));}void swap(char* buf1, char* buf2, int width){	int i = 0;	for (i = 0; i < width; i++)	{		char tmp = *buf1;		*buf1 = *buf2;		*buf2 = tmp;		buf1++;		buf2++;	}}void BubbleSort(void* base, size_t num, size_t width, int (*cmp_int)(const void* e1, const void* e2)){	size_t i = 0;	for (i = 0; i < num - 1; i++)	{		size_t j = 0;		for (j = 0; j < num - 1 - i; j++)		{			if (cmp_int((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width) > 0)			{				swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);			}		}	}}int main(){	int arr[10] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);	BubbleSort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_int);	print_arr(arr, sz);	return 0;}

思路

現(xiàn)在讓我們來理一下這些代碼的思路。
這里的BubbleSort()其實就相當于qsort()，和qsort一樣，我們也傳入了4個參數(shù)，分別是數(shù)組，元素個數(shù)，元素大小和排序函數(shù)，他們的作用也和qsort函數(shù)中的一樣，我就不一一贅述了。讓我們來看一下代碼，首先我們還是冒泡排序一樣，進行了兩次循環(huán)，第一次（i）代表排序趟數(shù)，第二次（j）代表每趟的排序次數(shù)。（這塊的詳細介紹在本篇文章稍前的冒泡排序中也有詳細介紹。）所以讓我們馬上來看看這個函數(shù)的不同之處，讓我們接著看代碼，

if (cmp_int((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width) > 0)			{				swap((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width, width);			}

在這里我們使用了兩個函數(shù)，cmp_int和swap，其中cmp_int的功能是對數(shù)列前后兩個元素進行大小比較，swap則負責對降序的元素位置進行交換。

cmp_int()函數(shù)

類似于qsort函數(shù)，在這個函數(shù)中我們也希望這個比較函數(shù)能夠在升序時返回負數(shù)，降序時返回一個正數(shù)，所以我們只需要將數(shù)組中的前后兩個元素依次傳參，并用前一個元素減去后一個元素，并將該值作為函數(shù)的返回值。而其中我們?yōu)榱四軌蚴惯@個比較函數(shù)適用于各種類型的數(shù)組，我們在傳參時將參數(shù)類型設(shè)成了char*，所以在這個為int類型比較大小的函數(shù)里，我們可以把它強制類型轉(zhuǎn)換為int*(當然在字符比較函數(shù)里我們可以將它強制轉(zhuǎn)換為char*)

swap()函數(shù)

如果知道這個函數(shù)中有兩個元素是降序，我們就要將其調(diào)換位置，在傳參時，為了函數(shù)的通用性，我們依然傳遞了char類型的參數(shù)，并用char進行接收，所以我們絕對就不能直接調(diào)換元素的位置，而具體的調(diào)換方法呢，我們就用9和8這兩個元素代替，我們知道在小端存儲中，9和8的內(nèi)存分別為09 00 00 00和08 00 00 00且他們的內(nèi)存是連續(xù)的

我們想要把09和08，09后的00和08后的00，09后的00后的00······(此處省略一萬字)交換位置，所以現(xiàn)在思路就有了，我們首先獲得09和08元素的第一個字節(jié)的地址，交換位置后向后調(diào)整一個字節(jié)，直到這個元素的所有字節(jié)被調(diào)換完，對于int類型，它的大小是四個字節(jié)，所以我們需要對每個元素調(diào)換四次位置

void swap(char* buf1, char* buf2, int width){	int i = 0;//i代表調(diào)換次數(shù)，這里我們希望他循環(huán)4次	for (i = 0; i < width; i++)	{	//調(diào)換		char tmp = *buf1;		*buf1 = *buf2;		*buf2 = tmp;		buf1++;		buf2++;	}}