C语言:深入理解指针（4）

1.回调函数是什么?

      函数指针是将函数的地址取出来，再通过函数地址去调用，那为什么不直接用函数名调用呢？？原因是因为函数指针可以用来实现回调函数，而回调函数有自己的应用场景。

      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，被调⽤的函数就是回调函数。

#include 
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;
}

      以上这段代码中，我们发现case部分的代码总是重复出现，这段代码只有调用函数的逻辑有差异（但是函数的返回类型和形参是一样的），其他输入输出操作都是冗余的，那么这个时候我们可以把调用的函数地址以参数的形式传去，用函数指针接收，函数指针指向什么函数就调用什么函数，这里其实就是使用的回调函数功能。

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;
}
void calc(int(*pf)(int, int))
{
	int ret = 0;
	int x, y;
	printf("输入操作数：");
	scanf("%d %d", &x, &y);
	ret = pf(x, y);
	printf("ret = %d\n", ret);
}
int main()
{
	int input = 1;
	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:
			calc(add);
			break;
		case 2:
			calc(sub);
			break;
		case 3:
			calc(mul);
			break;
		case 4:
			calc(div);
			break;
		case 0:
			printf("退出程序\n");
			break;
		default:
			printf("选择错误\n");
			break;
		}
	} while (input);
	return 0;
}

       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。

      怎么理解上面这段话呢？我们可以发现回调函数并非直接调用的，而是当需要进行某种运算时（特定需求的发生），根据需求将函数地址传给pf，然后在calc（另外一方）函数中通过pf（间接调用）来调用这个函数。

2.qsort使用举例

前面学习的冒泡排序，只能排序整形数据，那我们如何完成其他数据的排序呢？就得用到qsort

qsort是一个库函数，可以完成任意数据的排序，我们首先通过cplusplus的网站来了解qsort，qsort的头文件是stdlib.h，下面我们能来分析他的形参类型。

1.第一个形参void*base是一个void*类型的指针（因为该数组可能是任意类型，所以只有void*才可以接收任意类型的数据的地址），base指向要排序的数组的第一个元素位置。

2.第二个形参size_t num是一个无符号整型，num指向的是待排序数组中的元素个数。（只要知道元素的个数才能确定比较的次数。）

3.第三个形参size_t size是一个无符号整型，size指向数组中元素的大小（单位是字节，因为qsort完成任何类型的排列，所以对象可能是结构体也可能是整型，需要具体传入去 运算）。

4.第四个形参int (*compar)(const void*,const void*));，compar是一个函数指针，返回类型是int类型，两个形参的类型是void*类型。该函数指针指向的函数是用来比较数组中两个元素的方法。这个方法是根据我们的需求（比较整型或者比较结构体数据），去构造一个函数用来比较，构造的函数返回类型和形参类型必须一致。

qsort通过返回值来判断p1和p2的大小，当返回值>0,说明p1大于p2，返回值=0，说明p1=p2，返回值<0,说明p1＜p2。

了解了qsort，下面利用qsort来实现排序。

2.1 使用qsort排序整型数据

注意事项：

1.qsort的使用必须包含头文件stdlib.h

2创建比较方法int_cmp函数时要注意该函数返回的结果必须是>0,=0,<0;

3.int_cmp传入的是void*类型的指针，必须强转成int*类型再解引用才可以进行运算。

4.如果想要完成逆序，将int_cmp的代码return(*(int*)p1 - *(int*)p2)中的p1和p2交换即可。

2.2 使用qsort排序结构体数据

注意事项：

1.要访问结构体成员的两个方法：结构体变量.成员名    结构体指针->成员名

2.strcmp是专门用来比较字符串的大小的，并且它的返回值也恰好和qsort一样，所以可以直接去调用。字符串的比较方法：从左到右的顺序逐个比较两个字符串的字符，直到遇到第一个不同的字符，然乎根据字符的ascii值来确定两个字符串的大小关系。

3.结构体类型相较于整型类型，不能直接用+-<>等运算符，因为结构体中的成员属性可能有多个，直接比较编译器无法判断根据哪一个成员属性来比较。

3.qsort的模拟实现

       qsort展现的是不同数据类型的快速排序，在学习qsort之前，我只知道冒泡排序，而冒泡排序只能排序整型类型，那么我们可以通过会回调函数的方法，来改造冒泡排序，使其成为可以排序任意数据类型的排序方法。

     在模拟实现前，我们要比较qsort和冒泡排序，两者的数据类型不一样，所以我们对他的改造需要体现在两个方面。

1.由于数据类型不同，所以比较的方法必须改造。

2.由于不同数据类型占用字节大小不同，在利用指针偏移量操作的时候会有差异，所以交换的方法也必须改造。

3.由于数据类型不同，创建比较方法和交换方法时传入的两个参数必须是void*类型

3.模拟实现qsort，就要保证改造的排序函数bubble的返回类型和形参都要保持一致。

       要注意的是，由于交换方法和比较方法的改造，由于不知道比较的是什么数据类型，所以都强转成char*类型进行操作，因为char*类型操作一次是一个字节，方便计算。这样恰好就是一次交换一个字节，执行size次后就完成整个元素的交换。所以必须传入size。