[秘技] 使徒七同步秘技 (2)
[function pointer是什麼鬼?]
大家都知道指標(pointer)是用來存記憶體位址的,在 C 語言中,
你定義的 function 也會在記憶體中佔有一席之地。這時你就會開始思考
了,如果要指到一個 int 變數的位址,我們會用 int * 的指標,如果
是要指到 char 變數的位址,我們就會用 char *,那指到函式要用什麼呢?
這裡先提一點, function 跟 array 有一個相同的性質,那就是它的名稱
就表示它在記憶體中的位址,也就是說
void foo(int a, int b)
{
...
}
這個函式, foo 就是指到這個 function 的位址,那 foo 的資料型態是什麼?
照定義,那就是 void (*)(int, int) ,這包括了 function 回傳值
資料型態,以及它參數的型態。
所以我們可以寫出這樣的 code:
(接上面的 code)
void (*c)(int, int); /* 宣告一個指標變數 c */
c = foo; /* 把 foo 的位址 assign 給 c */
.....
c(a, b);
在這個例子中,我們把 foo 的位址 assign 給 c,所以我們用 c 來呼叫
function 的動作完全等同於用 foo 來呼叫 function 一樣。
[qsort大蒐秘]
qsort 是標準 C 函式庫中用來 排序一個陣列 的函式。函式的介面
是這樣的:
void qsort(void *base, size_t nmemb, size_t size,
int(*compar)(const void *, const void *));
這個函式參數總共有 4 個,分別是 base, nmemb, size, 以及 compar。
base 是 欲排序陣列開始的位址。
nmemb 是 陣列總共有多少個元素。
size 是 每個元素的大小。
compar 是一個 function pointer,qsort 透過這個 function pointer
來呼叫 比較兩元素大小 的函式,用來作為排序過程中的比對動作。
比方說,如果我們要排序(由小到大)一個陣列 int a[10]; 的時候,
可以寫成:
int c_int(const void *x, const void *y)
{
int ret = *(int *)x - *(int *)y;
return ret;
}
....
int a[10];
....
qsort(a, 10, sizeof(int), c_int);
透過上面這段程式碼,a 陣列就會由小到大排序好了。而這一整個動作
的關鍵就在 c_int 這個 compare function。
試著想像,我們說一個陣列由小到大排序好,這意味著元素間有一個
「大, 小」的關係,任兩個元素一定可以比較出來誰大誰小或是相等。
(用離散的講法,這個陣列的元素有 total ordering relation)
然而, qsort 為了保持彈性,它讓「比較」這件事交給你來處理,因為
有的時候我們要排序的陣列,陣列裡的元素不一定是 一個整數 資料,有
可能是其它的物件,或是你自訂了一個比較大小的規則,所以 qsort
保留了這個空間讓你自己實作,這便是它需要一個 compar 參數的原因。
在上面的例子中,我們實作了一個 function c_int ,然後傳到 qsort 裡面,
讓 qsort 透過 compar 使用 c_int 這個 function 來作比較的動作。
因為我們要比較的東西是 兩個 int 的資料,所以 c_int 的兩個參數在
進入 function 後就要轉型成 int * 後再取值,這樣才能正確地比較
「兩個 int」。
那,我 return 兩個參數的差,這是什麼意義呢?
在排序的過程中,當兩個元素作完比較之後,就要決定誰在前誰在後,
而在 qsort 的規則裡,如果透過 compar 比較後,傳回一個 負數值,
那麼就會把第一個參數擺在前面;傳回一個 正數值 時,就會把第二個
參數擺在前面;傳回 0 的話表示相等。所以我回傳 x - y 的值,
若為負,則 x 比 y 小,所以 x 會放在 y 前,以此類推,排序結束後,
陣列就會是由小到大排序完成了。
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