【C】回调函数和qsort详解

回调函数概念

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。
简单的来说，回调函数就是通过函数指针调用的函数就是回调函数。我们库里面有一个函数qsort，就用到了回调函数。

库函数qsort（在头文件stdlib.h中）

这个函数是一个排序函数，我们学过冒泡排序，但是那个排序能够排序整型，我们今天说的qsort可以排序任何类型，它默认排的是升序。我们来看一下他的参数列表：

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

这里的void* 为无类型，因为可以排序任意类型的数组，所以不知道你的是哪种数组的指针用void* 来接收，size_t为无符号整型，num表示的是数组的大小，width为数组中每个元素多大，最后一个参数就是函数指针了，指向的是 int xxxx(const void *elem1, const void *elem2 ) 这样一个函数。再看下图：

如果elem1指向的内容大于elem2指向的内容就返回大于0的数字，如果等于就返回0，如果小于就返回小于0的数字。
那么接下来我们就上手来用下这个函数：

// qsort需要的函数
int sort_int(const void* p1, const void* p2)
{
	return *((int*)p1) - *((int*)p2);
}
// 打印函数
void print(int* arr, int size)
{
	for (int i = 0; i < size; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("\n");
}

int main()
{
	int arr[] = { 5,6,4,8,1,3,2,7,0 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//计算数组大小
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), sort_int);
	print(arr, sz);
	return 0;
}

运行结果：

需要主要的是，void* 不能直接对它解引用操作，需要先强制类型转换，然后再操作。

qsort模拟实现

因为我们目前就学过冒泡排序，所以今天我们就用冒泡排序来模拟实现qsort.
我们将上面的代码拿下来，把qsort改为my_qsort.

int sort_int(const void* p1, const void* p2)
{
	return *((int*)p1) - *((int*)p2);
}
// 打印函数
void print(int* arr, int size)
{
	for (int i = 0; i < size; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("\n");
}

int main()
{
	int arr[] = { 5,6,4,8,1,3,2,7,0 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//计算数组大小
	my_qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), sort_int);
	print(arr, sz);
	return 0;
}

那现在我们只需要实现my_qsort就可以了，我们这里传递的是整型数组，所以可以用整型指针来接受，但是我们qsort是可以排序任何类型的数据的，所以我们要用void* 来接受。所以函数的参数列表为：

void my_qsort(void* arr, size_t num, size_t width, int (cmp)(const void, const void*))

我们冒泡排序不管排什么数据，排的趟数肯定不会变的，而且每一趟比较的对数也是固定的，所以我们可以把冒泡排序的大体框架实现出来，这里的函数指针指向的函数就可以认为比较两个元素的大小的函数。我们的比较函数需要两个指针，也就是两个元素的地址，这时候我们传过来的元素大小就起到作用了，我们首元素的地址可以认为就是arr，第二个就是arr+1width，又因为只有arr是（char）类型是，我们才能实现每次跳的单位是1，所以我们在这之前要将arr强制转化为（char*）类型因为我们拍的元素是变化的，我们这里将参数设置为
(char*)arr+j* width,(char*)arr+(j+1)*width,这样我们就可以实现my_sort了。

void my_qsort(void* arr, size_t num, size_t width, int (*cmp)(const void*, const void*))
{
	for (unsigned int i = 0; i < num - 1; i++)
	{
		for (unsigned int j = 0; j < num - 1 - i; j++)
		{
			if (cmp((char*)(arr)+j*width,(char*)(arr)+(j+1)*width)>0)
			{
				Swap((char*)(arr) + j * width, (char*)(arr) + (j + 1) * width,width);
			}
		}
	}
}

这里就剩下一个Swap函数了，这个函数实现以后，我们的my_qsort就可以正常工作了。
因为我们还是要交换两个元素，所以我们要将两个元素的地址传过去，传过去的为（char*）类型的所以我们用char* 来接收就可以，又因为char*一次只能访问一个字节，如果我们要交换整型的话只需要将4个字节的内容都交换就可以了，所以我们还需要讲元素的大小过去。

void Swap(char* p1, char* p2, int width)
{
	char tmp = 0;
	for (int i = 0; i < width; i++)
	{
		tmp = *p1;
		*p1 = *p2;
		*p2 = tmp;
		p1++;
		p2++;
	}
}

到这里我们的qsort就实现完成了，我们来看一下运行结果：

我们可以看到我们的排序也没有问题。

今天的分享就到这里结束了，感谢大家的关注和支持！