不容错过！！C语言-回调函数详解

回调函数概念

准确来说，回调函数不是一个函数，而是一种函数调用的机制。假设实现方A函数中设计了一种算法，将A函数的地址（函数名）传递给调用方B函数，B函数的形参中有一个函数指针变量pFun，该函数指针指向了A函数。在B函数内部通过该函数指针调用了A函数，就称这种调用机制为回调函数。

图解：

 C库函数-qsort运用回调函数机制

qsort函数原型：

void qsort(void* base,

                size_t num,

                size_t width,

                int(__cdecl* compare)(const void* elem1, const void* elem2))

参数1：void*类型(空指针类型)的变量base，可以接收任意类型的地址，用于接收待排序的数组名

参数2：待排序数组的长度

参数3：带排序数组每个元素占用内存的字节数

参数4：函数指针，指向一个用户自定义的判断数组两个元素大小的函数。函数的返回值是int，两个参数都是const void*类型，也表示可以接收任意类型的地址。const的作用是因为在用户自定义的函数中，只是比较传递的两个元素的大小，并不会改变该元素的值。

qsort排序原理：快速排序

示例：使用qsort完成整形数组升序/降序排序

 

1：对于整形数组，以升序来说，数组两个元素最直接的比较方式就是看前一个是否比后一个大，如果前一个减去后一个大于0，那么就大于，如果等于0， 那么就相等，如果小于0，那么就小于。

2：在qsort的内部，会将数组的两个元素的元素传递给用户自定义的比较大小的函数，但是比较大小的函数类型是const void*类型的指针，在指针的概念中，指针的类型决定了指针跨越的步长(指针+/-整数跨越的距离)和对指针解引用之后操作的权限有多大。所以不能直接在比较大小函数中直接对e1和e2进行解引用或者+/-整数，因为void*类型是不确定大小的。所以需要将额e1和e2先强制类型转换成int*类型。这里面要引申一个问题。

引申：强制类型转换，强制类型转换只是改变了我们或者说编译器看待该变量的方式，但是并没有改变数据在底层的二进制值。比如说，我将一个float类型的变量a强制类型转换成int，然后赋值给变量b，其实就是将这个float类型的变量的值9.3当成int看待，但是并没有改变这个float类型变量在底层的二进制值。

同样的，在qsort函数的内部，它一定是传递了数组两个元素的地址，假设是array[0]的地址0x0000FF10和array[1]的地址0x0000FF14，传递给了void*类型的指针变量e1和e2，也就是这个时候，指针变量e1和e2就指向了该地址的内存空间,如下图所示

 

在Up_Compare_Int函数内部，将e1和e2强制类型转换成了int*，那么其实就是将e1和e2指针指向的空间的内容以整形指针的方式去看待。既然以整形指针的形式去看待，那么对其解引用，就是将0x0000FF14和0x0000FF18以整形的方式去解读。就达到了判断两个整形元素大小的作用。

所以说，qsort函数最精髓的地方，就是这个函数指针的形参，通过用户自定义的判断方式，就可以实现不同类型数组的排序。

模拟qsort运用回调函数机制完成冒泡排序

传统排序整形数组的排序冒泡排序

函数Bubble的形参和函数内部的判断逻辑，限制了冒泡函数只能接收数组元素是int类型，如果去实现一个通用的冒泡函数，可以参考qsort函数进行改造。

通用性冒泡排序函数原型

void BubbleSort(void* base,

                        size_t len,

                        size_t size,

                        int (*pFun)(const char*e1, const char*e2));

参数解释同qsort函数。

冒泡排序的排序原理是不变的，变化的是内部的判断和交换逻辑如何实现？

 因为用户自定义的判断大小函数，其实和qsort是一致的，都是由使用方自己设计。所以，要考虑的就是传递什么参数给用户自定义判断大小的函数

base中保存数组首元素的地址，但base是void*的指针，所以不能直接使用，直接解引用或者+/-整数都是错误的。所以，我们需要考虑将其强制类型转换。

但是转换成什么类型是最合适的，如果是int*类型，那么如果传入的数组是字符数组，那么判断大小就会出错，因为字符数组的排序需要逐字节比较。所以，最合适的还是强制类型转换成char*类型，因为内存单元的大小就是1byte。

判断部分代码如下：

 

 

 

最核心的地方就在于通过传入的参数size，也就是每个元素占用内存的字节数，和变量j来控制指针变量base移动的距离，从而达到每次发送的数组待比较前后两个元素的地址。

完成了判断部分，就需要考虑到交换部分，也就是将满足判断交换的两个元素交换。达到冒泡的效果

备注：既然要作为类似qsort的同样函数，那么理所当然，除了用户自定义比较大小函数，交换函数也要实现通用函数。

考虑到传入的数组元素的类型可能是多变的，所以，为了实现通用函数，交换函数我们直接以逐字节的方式进行交换。可以设计成参数是char*类型的指针，但是char类型的每次只能访问一个字节，如果传入的元素，实际上是多字节的，那么就无法确定距离交换的字节数，所以还需要一个参数size，也就是元素占用内存的字节数。

交换部分代码：

 实现原理如下：

通过char*类型指针解引用每次只能访问一个字节的内存空间和变量i以及size来达到两个待交换元素逐字节交换的效果

完整代码如下：