詳解C語言編程中的函數(shù)指針以及函數(shù)回調(diào)
函數(shù)指針:
就是存儲函數(shù)地址的指針,就是指向函數(shù)的指針,就是指針存儲的值是函數(shù)地址,我們可以通過指針可以調(diào)用函數(shù)。
我們先來定義一個簡單的函數(shù):
//定義這樣一個函數(shù) void easyFunc() { printf("I'm a easy Function\n"); } //聲明一個函數(shù) void easyFunc(); //調(diào)用函數(shù) easyFunc(); //定義這樣一個函數(shù) void easyFunc() { printf("I'm a easy Function\n"); } //聲明一個函數(shù) void easyFunc(); //調(diào)用函數(shù) easyFunc();
上面三個步驟就是我們在學(xué)習(xí)函數(shù)的時候必須要做的,只有通過以上三步我們才算定義了一個完整的函數(shù)。
如何定義一個函數(shù)指針呢?前面我們定義其他類型的指針的格式是 類型 * 指針名 = 一個地址,比如:
int *p = &a;//定義了一個存儲整形地址的指針p
也就是說如果我們要定義什么類型的指針就得知道什么類型,那么函數(shù)的類型怎么確定呢?函數(shù)的類型就是函數(shù)的聲明把函數(shù)名去掉即可,比如上面的函數(shù)的類型就是:
void ()
我們再來聲明一個有參數(shù)和返回值的函數(shù):
int add(int a, int b);
上面函數(shù)的類型依舊是把函數(shù)名去掉即可:
int (int a, int b)
既然我們知道了函數(shù)的類型那么函數(shù)指針的類型就是在后面加個 * 即可,是不是這樣呢?
int (int a, int b) * //這個是絕對錯誤的
上面這么定義是錯誤的,絕對是錯誤的,很多初學(xué)者都這樣去做,總覺得就應(yīng)該這樣,其實函數(shù)指針的類型的定義正好比較特殊,它是這樣的:
int (*) (int a, int b);//這里的型號在中間,一定要用括號括起來 int (*) (int a, int b);//這里的型號在中間,一定要用括號括起來
我們定義函數(shù)指針只需在 * 后面加個指針名稱即可,也就是下面這樣:
int (*p)(int a, int b) = NULL;//初始化為 NULL int (*p)(int a, int b) = NULL;//初始化為 NULL
如果我們要給 p 賦值的話,我們就應(yīng)該定義一個返回值類型為 int ,兩個參數(shù)為 int 的函數(shù):
int add(int a, int b) { return a + b; } p = add;//給函數(shù)指針賦值 int add(int a, int b) { return a + b; } p = add;//給函數(shù)指針賦值
經(jīng)過上面的賦值,我們就可以使用 p 來代表函數(shù):
p(5, 6);//等價于 add(5, 6); printf("%d\n", p(5, b)); p(5, 6);//等價于 add(5, 6); printf("%d\n", p(5, b));
輸出結(jié)果為:11
通過上面的指針函數(shù)來使用函數(shù),一般不是函數(shù)的主要用法,我們使用函數(shù)指針主要是用來實現(xiàn)函數(shù)的回調(diào),通過把函數(shù)作為參數(shù)來使用。
函數(shù)指針的值
函數(shù)指針跟普通指針一樣,存的也是一個內(nèi)存地址, 只是這個地址是一個函數(shù)的起始地址, 下面這個程序打印出一個函數(shù)指針的值(func1.c):
#include <stdio.h> typedef int (*Func)(int); int Double(int a) { return (a + a); } int main() { Func p = Double; printf("%p\n", p); return 0; }
編譯、運行程序:
[lqy@localhost notlong]$ gcc -O2 -o func1 func1.c [lqy@localhost notlong]$ ./func1 0x80483d0 [lqy@localhost notlong]$
然后我們用 nm 工具查看一下 Double 的地址, 看是不是正好是 0x80483d0:
[lqy@localhost notlong]$ nm func1 | sort 08048294 T _init 08048310 T _start 08048340 t __do_global_dtors_aux 080483a0 t frame_dummy 080483d0 T Double 080483e0 T main ...
不出意料,Double 的起始地址果然是 0x080483d0。
函數(shù)回調(diào)
函數(shù)回調(diào)的本質(zhì)就是讓函數(shù)指針作為函數(shù)參數(shù),函數(shù)調(diào)用時傳入函數(shù)地址,也就是函數(shù)名即可。
我們什么時候使用回調(diào)函數(shù)呢?咱們先舉個例子,比如現(xiàn)在小明現(xiàn)在作業(yè)有個題不會做,于是給小紅打電話說:我現(xiàn)在作業(yè)有個題不會做,你能幫我做下嗎?然后把答案告訴我?小紅聽到后覺得這個題也不是立刻能做出來的,所以跟小明說我做完之后告訴你。這個做完之后告訴小明就是函數(shù)的回調(diào),如何告訴小明,小紅必須有小明的聯(lián)系方式,這個聯(lián)系方式就是回調(diào)函數(shù)。接下來我們用代碼來實現(xiàn):
小明需要把聯(lián)系方式留給小紅,而且還得得到答案,因此需要個參數(shù)來保存答案:
void contactMethod(int answer) { //把答案輸出 printf("答案為:%d\n", answer); } void contactMethod(int answer) { //把答案輸出 printf("答案為:%d\n", answer); } 小紅這邊得拿到小明的聯(lián)系方式,需要用函數(shù)指針來存儲這個方法: void tellXiaoMing(int xiaoHongAnswer, void (*p)(int)) { p(xiaoHongAnswer); } //當(dāng)小紅把答案做出來的時候,小紅把答案通過小明留下的聯(lián)系方式傳過去 tellXiaoMing(4, contactMethod); void tellXiaoMing(int xiaoHongAnswer, void (*p)(int)) { p(xiaoHongAnswer); } //當(dāng)小紅把答案做出來的時候,小紅把答案通過小明留下的聯(lián)系方式傳過去 tellXiaoMing(4, contactMethod);
上面的回調(diào)有人會問為什么我們不能直接 tellXiaoMing 方法中直接調(diào)用 contactMethod 函數(shù)呢?因為小紅如果用函數(shù)指針作為參數(shù)的時候,不僅可以存儲小明的聯(lián)系方式,還可以存儲小軍的聯(lián)系方式,這樣的話我這邊的代碼就不用修改了,你只需要傳入不同的參數(shù)就行了,因此這樣的設(shè)計代碼重用性很高,靈活性很大。
函數(shù)回調(diào)的整個過程就是上面這樣,這里有個主要特點就是當(dāng)我們使用回調(diào)的時候,一般用在一個方法需要等待操作的時候,比如上面的小紅要等到答案做出來的時候才通知小明,不如當(dāng)小明問小紅時,小紅直接能給出答案,就沒必要有回調(diào)了,那執(zhí)行順序就是:
回調(diào)的順序是:
上面的小紅做題是個等待操作,比較耗時,小明也不能一直拿著電話等待,所以只有小紅做出來之后,再把電話打回去才能告訴小明答案。
因此函數(shù)回調(diào)有兩個主要特征:
函數(shù)指針作為參數(shù),可以傳入不同的函數(shù),因此可以回調(diào)不同的函數(shù)
函數(shù)回調(diào)一般使用在需要等待或者耗時操作,或者得在一定時間或者事件觸發(fā)后回調(diào)執(zhí)行的情況下
我們使用函數(shù)回調(diào)來實現(xiàn)一個動態(tài)排序,我們現(xiàn)在個學(xué)生的結(jié)構(gòu)體,里面包含了姓名,年齡,成績,我們有個排序?qū)W生的方法,但是具體是按照姓名排?還是年齡排?還是成績排?這個是不確定的,或者一會還會有新需求,因此通過動態(tài)排序?qū)懞弥?,我們只需傳入不同的函?shù)即可。
定義學(xué)生結(jié)構(gòu)體:
//定義個結(jié)構(gòu)體 student,包含name,age 和 score struct student { char name[255]; int age; float score; }; //typedef struct student 為 Student typedef struct student Student;
定義比較結(jié)果的枚舉:
//定義比較結(jié)果枚舉 enum CompareResult { Student_Lager = 1, //1 代表大于 Student_Same = 0,// 0 代表等于 Student_Smaller = -1// -1 代表小于 }; //typedef enum CompareResult 為 StudentCompareResult typedef enum CompareResult StudentCompareResult;
定義成績,年齡和成績比較函數(shù):
/* 通過成績來比較學(xué)生 */ StudentCompareResult compareByScore(Student st1, Student st2) { if (st1.score > st2.score) {//如果前面學(xué)生成績高于后面學(xué)生成績,返回 1 return Student_Lager; } else if (st1.score == st2.score) {//如果前面學(xué)生成績等于后面學(xué)生成績,返回 0 return Student_Same; } else { //如果前面學(xué)生成績低于后面學(xué)生成績,返回 -1 return Student_Smaller; } } /* 通過年齡來比較學(xué)生 */ StudentCompareResult compareByAge(Student st1, Student st2) { if (st1.age > st2.age) {//如果前面學(xué)生年齡大于后面學(xué)生年齡,返回 1 return Student_Lager; } else if (st1.age == st2.age) {//如果前面學(xué)生年齡等于后面學(xué)生年齡,返回 0 return Student_Same; } else {//如果前面學(xué)生年齡小于后面學(xué)生年齡,返回 -1 return Student_Smaller; } } /* 通過名字來比較學(xué)生 */ StudentCompareResult compareByName(Student st1, Student st2) { if (strcmp(st1.name, st2.name) > 0) {//如果前面學(xué)生名字在字典中的排序大于后面學(xué)生名字在字典中的排序,返回 1 return Student_Lager; } else if (strcmp(st1.name, st2.name) == 0) {//如果前面學(xué)生名字在字典中的排序等于后面學(xué)生名字在字典中的排序,返回 0 return Student_Same; } else {//如果前面學(xué)生名字在字典中的排序小于后面學(xué)生名字在字典中的排序,返回 -1 return Student_Smaller; } }
定義排序函數(shù):
/* 根據(jù)不同的比較方式進行學(xué)生排序 stu1[]:學(xué)生數(shù)組 count :學(xué)生個數(shù) p :函數(shù)指針,來傳遞不同的比較方式函數(shù) */ void sortStudent(Student stu[], int count, StudentCompareResult (*p)(Student st1, Student st2)) { for (int i = 0; i < count - 1; i++) { for (int j = 0; j < count - i - 1; j++) { if (p(stu[j], stu[j + 1]) > 0) { Student tempStu = stu[j]; stu[j] = stu[j + 1]; stu[j + 1] = tempStu; } } } }
定義結(jié)構(gòu)體數(shù)組:
//定義四個學(xué)生結(jié)構(gòu)體 Student st1 = {"lingxi", 24, 60.0}; Student st2 = {"blogs", 25, 70.0}; Student st3 = {"hello", 15, 100}; Student st4 = {"world", 45, 40.0}; //定義一個結(jié)構(gòu)體數(shù)組,存放上面四個學(xué)生 Student sts[4] = {st1, st2, st3, st4};
輸出排序前的數(shù)組,排序和排序后的數(shù)組:
//輸出排序前數(shù)組中的學(xué)生名字 printf("排序前\n"); for (int i = 0; i < 4; i++) { printf("name = %s\n", sts[i].name);//輸出名字 } //進行排序 sortStudent(sts, 4, compareByName); //輸出排序后數(shù)組中的學(xué)生名字 printf("排序后\n"); for (int i = 0; i < 4; i++) { printf("name = %s\n", sts[i].name); }
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