Funkciók Mutatók a C programozásban példákkal

A mutatók nagy lehetőségeket adnak a 'C' függvényeknek, melyeket egy érték visszaadására korlátozunk. A mutatóparaméterekkel funkcióink mostantól tényleges adatokat dolgozhatnak fel adatok másolata helyett.

A változók aktuális értékének módosítása érdekében a hívó utasítás címeket ad át egy függvény mutató paramétereinek.

Funkciók Mutatók Példa

Például a következő program felcseréli a kettő két értékét:

void swap (int *a, int *b);
int main() {
  int m = 25;
  int n = 100;
  printf("m is %d, n is %d\n", m, n);
  swap(&m, &n);
  printf("m is %d, n is %d\n", m, n);
  return 0;}
void swap (int *a, int *b) {
  int temp;
  temp = *a;
  *a = *b;
  *b = temp;}
}

output:

m is 25, n is 100
m is 100, n is 25

A program felcseréli a tényleges változók értékeit, mert a függvény cím használatával éri el őket mutató. Itt megbeszéljük a program menetét:

1. Deklaráljuk a két változó érték felcseréléséért felelős függvényt, amely két egész mutatót vesz paraméterként, és meghívásakor tetszőleges értéket ad vissza.
2. A fő függvényben deklarálunk és inicializálunk két egész változót ('m' és 'n'), majd kiírjuk az értékeket.
3. A swap() függvényt úgy hívjuk meg, hogy a két változó címét argumentumként adjuk át az és jellel. Ezt követően kiírjuk a változók új felcserélt értékeit.
4. Itt definiáljuk a swap() függvény tartalmát, amely két egész változó címet vesz fel paraméterként, és deklarál egy ideiglenes egész változót, amelyet harmadik tárolódobozként használunk, hogy elmentsük az egyik értékváltozót, amely a második változóba kerül.
5. Mentse el az 'a'-val jelölt első változó tartalmát az ideiglenes változóban.
6. Tárolja a b-vel mutatott második változót az a-val jelölt első változóban.
7. Frissítse a második (b-vel jelölt) változót az ideiglenes változóba mentett első változó értékével.

Függvények tömbparaméterekkel

C-ben nem adhatunk át tömböt érték szerint egy függvénynek. Míg a tömbnév egy mutató (cím), ezért csak egy tömbnevet adunk át egy függvénynek, ami azt jelenti, hogy egy mutatót adunk át a tömbnek.

Például a következő programot vesszük figyelembe:

int add_array (int *a, int num_elements);
int main() {
  int Tab[5] = {100, 220, 37, 16, 98};
  printf("Total summation is %d\n", add_array(Tab, 5)); 
  return 0;}
int add_array (int *p, int size) {
  int total = 0;
  int k;
  for (k = 0; k < size; k++) {
    total += p[k];  /* it is equivalent to total +=*p ;p++; */}
 return (total);}

output:

 Total summation is 471

Itt elmagyarázzuk a programkódot annak részleteivel együtt

1. Deklaráljuk és definiáljuk az add_array() függvényt, amely paraméterként egy tömbcímet(mutatót) vesz az elemszámmal, és visszaadja ezen elemek összesített összegét. A mutató a tömbelemek iterálására szolgál (a p[k] jelölést használva), és az összegzést egy helyi változóban halmozzuk fel, amelyet a teljes elemtömb iterációja után adunk vissza.
2. Egy öt egész elemből álló egész tömböt deklarálunk és inicializálunk. A teljes összegzést úgy nyomtatjuk ki, hogy átadjuk a tömb nevét (ami címként működik) és a tömb méretét add_array()függvénynek nevezzük argumentumként.

Függvények, amelyek tömböt adnak vissza

C-ben visszaadhatunk egy mutatót egy tömbbe, mint a következő programban:

#include <stdio.h>
int * build_array();
int main() {
  int *a;
  a = build_array(); /* get first 5 even numbers */
  for (k = 0; k < 5; k++)
    printf("%d\n", a[k]);
  return 0;}
int * build_array() {
  static int Tab[5]={1,2,3,4,5};
   return (Tab);}

output:

1
2
3
4
5

És itt megbeszéljük a program részleteit

1. Definiálunk és deklarálunk egy függvényt, amely egy egész számot tartalmazó tömbcímet ad vissza, és nem vett fel argumentumot.
2. Deklarálunk egy egész mutatót, amely megkapja a függvény meghívása után felépített teljes tömböt, és a teljes ötelemes tömb iterálásával kiírjuk a tartalmát.

Figyeljük meg, hogy a függvény által visszaadott tömbcím tárolására nem tömb, hanem mutató van megadva. Figyeljük meg azt is, hogy amikor egy függvényből lokális változót adunk vissza, statikusként kell deklarálnunk a függvényben.

Funkciómutatók

Amint azt definícióból tudjuk, hogy a mutatók egy címre mutatnak bármely memóriahelyen, a memória függvényeiként a futtatható kód elejére is mutathatnak.
A függvényre mutató mutatót a * jellel deklarálják, a deklaráció általános utasítása:

return_type (*function_name)(arguments)

Ne feledje, hogy a körülötte lévő zárójelek (*függvény_neve) fontosak, mert ezek nélkül a fordító azt gondolja, hogy a függvény_neve a return_type mutatót adja vissza.
A függvénymutató definiálása után hozzá kell rendelnünk egy függvényhez. Például a következő program deklarál egy közönséges függvényt, meghatároz egy függvénymutatót, hozzárendeli a függvénymutatót a normál függvényhez, majd a mutatón keresztül meghívja a függvényt:

#include <stdio.h>
void Hi_function (int times); /* function */
int main() {
  void (*function_ptr)(int);  /* function pointer Declaration */
  function_ptr = Hi_function;  /* pointer assignment */
  function_ptr (3);  /* function call */
 return 0;}
void Hi_function (int times) {
  int k;
  for (k = 0; k < times; k++) printf("Hi\n");}

output:

Hi
Hi
Hi

1. Definiálunk és deklarálunk egy szabványos függvényt, amely a függvény meghívásakor k-szer kiír egy Hi szöveget, amelyet a paraméter-idő jelzi
2. Definiálunk egy pointer függvényt (speciális deklarációjával), amely egy egész paramétert vesz fel, és nem ad vissza semmit.
3. A mutató függvényünket a Hi_függvénnyel inicializáljuk, ami azt jelenti, hogy a mutató a Hi_function()-ra mutat.
4. Ahelyett, hogy a szabványos függvény a függvény nevének argumentumokkal történő rögzítésével hívná meg, csak a mutató függvényt hívjuk meg a 3-as szám argumentumként való átadásával, és kész!

Ne feledje, hogy a függvény neve a végrehajtható kód kezdőcímére mutat, mint egy tömbnév, amely az első elemére mutat. Ezért az olyan utasítások, mint a function_ptr = &Hi_function és a (*funptr)(3) helyesek.
MEGJEGYZÉS: A funkció hozzárendelése és a funkcióhívás során nem fontos a & cím operátor és az indirekt operátor * beszúrása.

Funkciómutatók tömbje

A függvénymutatók tömbje kapcsolót vagy if utasítást játszhat a döntés meghozatalában, mint a következő programban:

#include <stdio.h>
int sum(int num1, int num2);
int sub(int num1, int num2);
int mult(int num1, int num2);
int div(int num1, int num2);

int main() 
{  int x, y, choice, result;
  int (*ope[4])(int, int);
  ope[0] = sum;
  ope[1] = sub;
  ope[2] = mult;
  ope[3] = div;
  printf("Enter two integer numbers: ");
  scanf("%d%d", &x, &y);
  printf("Enter 0 to sum, 1 to subtract, 2 to multiply, or 3 to divide: ");
  scanf("%d", &choice);
  result = ope[choice](x, y);
  printf("%d", result);
return 0;}

int sum(int x, int y) {return(x + y);}
int sub(int x, int y) {return(x - y);}
int mult(int x, int y) {return(x * y);}
int div(int x, int y) {if (y != 0) return (x / y); else  return 0;}

Enter two integer numbers: 13 48
Enter 0 to sum, 1 to subtract, 2 to multiply, or 3 to divide: 2
624

Itt megbeszéljük a program részleteit:

1. Kijelentjük és négyet határozunk meg funkciók amelyek két egész argumentumot vesznek fel és egy egész értéket adnak vissza. Ezek a függvények összeadják, kivonják, szorozzák és elosztják a két argumentumot arra vonatkozóan, hogy melyik függvényt hívja meg a felhasználó.
2. 4 egész számot deklarálunk az operandusok, a művelettípus és az eredmény kezelésére. Ezenkívül deklarálunk egy négy függvénymutatóból álló tömböt. A tömbelem minden függvénymutatója két egész szám paramétert vesz fel, és egy egész értéket ad vissza.
3. Minden tömbelemet hozzárendelünk és inicializálunk a már deklarált függvénnyel. Például a harmadik elem, amely a harmadik függvénymutató, a szorzási műveleti függvényre mutat.
4. Operandusokat és művelettípusokat keresünk a billentyűzettel begépelt felhasználótól.
5. A megfelelő tömbelemet (Function pointer) meghívtuk argumentumokkal, és a megfelelő függvény által generált eredményt tároljuk.

Az utasítás int (*ope[4])(int, int); a függvénymutatók tömbjét határozza meg. Minden tömbelemnek azonos paraméterekkel és visszatérési típussal kell rendelkeznie.
Az állítás eredménye = ope[választás](x, y); futtatja a megfelelő függvényt a felhasználó választása szerint. A két megadott egész szám a függvénynek átadott argumentum.

Funkciók üres mutatók használata

A funkciódeklaráció során üres mutatókat használunk. A void * visszatérési típust használjuk, amely lehetővé teszi bármilyen típusú visszaküldést. Ha feltételezzük, hogy a paramétereink nem változnak, amikor egy függvénynek átadunk, akkor azt const-ként deklaráljuk.
Például:

 void * cube (const void *);

Fontolja meg a következő programot:

#include <stdio.h>
void* cube (const void* num);
int main() {
  int x, cube_int;
  x = 4;
  cube_int = cube (&x);
  printf("%d cubed is %d\n", x, cube_int);
  return 0;}

void* cube (const void *num) {
  int result;
  result = (*(int *)num) * (*(int *)num) * (*(int *)num);
  return result;}

Eredmény:

 4 cubed is 64

Itt megbeszéljük a program részleteit:

1. Egy olyan függvényt definiálunk és deklarálunk, amely egész értéket ad vissza, és egy változtathatatlan változó címét veszi fel meghatározott adattípus nélkül. Kiszámoljuk a tartalomváltozó (x) kockaértékét, amelyet a num pointer mutat, és mivel ez egy void pointer, ezért egy adott jelölésű (* adattípus) mutató segítségével be kell gépelnünk egy egész adattípusba, és visszaadjuk. a kocka értékét.
2. Deklaráljuk az operandust és az eredményváltozót. Ezenkívül az operandusunkat „4” értékkel inicializáljuk.
3. A kocka függvényt az operandus címének átadásával hívjuk meg, és az eredmény változóban kezeljük a visszatérő értéket

Funkciómutatók, mint argumentumok

Egy másik módja a függvénymutató kihasználásának, ha argumentumként adjuk át egy másik függvénynek, amelyet néha „visszahívási függvénynek” neveznek, mivel a fogadó függvény „visszahívja”.
Az stdlib.h fejlécfájlban a Quicksort „qsort()” függvény ezt a technikát használja, amely egy tömb rendezésére szolgáló algoritmus.

void qsort(void *base, size_t num, size_t width, int (*compare)(const void *, const void *))

• void *alap: érvénytelen mutató a tömbre.
• size_t num : A tömb elemszáma.
• size_t width Az elem mérete.
• int (*összehasonlítás (const void *, const void *) : a függvénymutató két argumentumból áll, és 0-t ad vissza, ha az argumentumok értéke azonos, <0-t, ha az arg1 az arg2 elé kerül, és >0-t, ha az arg1 az arg2 után következik.

A következő program a qsort() függvény segítségével rendezi az egész tömböt kicsitől a nagyig:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int compare (const void *, const void *); 
int main() {
  int arr[5] = {52, 14, 50, 48, 13};
  int num, width, i;
  num = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
  width = sizeof(arr[0]);
  qsort((void *)arr, num, width, compare);
  for (i = 0; i < 5; i++)
    printf("%d ", arr[ i ]);
  return 0;}
int compare (const void *elem1, const void *elem2) {
  if ((*(int *)elem1) == (*(int *)elem2))  return 0;
  else if ((*(int *)elem1) < (*(int *)elem2)) return -1;
  else return 1;}

Eredmény:

 13 14 48 50 52

Itt megbeszéljük a program részleteit:

1. Összehasonlító függvényt definiálunk, amely két argumentumból áll, és 0-t ad vissza, ha az argumentumok azonos értékűek, <0-t, ha az arg1 az arg2 elé kerül, és >0-t, ha az arg1 az arg2 után következik. A paraméterek üres mutató típusúak, amelyek a megfelelő tömb adattípusba vannak öntve (egész szám)
2. Egész tömböt definiálunk és inicializálunk A tömb mérete a num változó, és az egyes tömbelemek mérete a szélességi változóban tárolódik a sizeof() előre meghatározott használatával C operátor.
3. Hívjuk a qsort függvényt, és adja át a felhasználó által korábban meghatározott tömb nevét, méretét, szélességét és összehasonlító függvényét, hogy a tömbünket növekvő sorrendbe rendezze. Az összehasonlítás úgy történik, hogy minden iterációban két tömbelemet veszünk, amíg a teljes tömb meg nem lesz rendezve.
4. Kinyomtatjuk a tömb elemeit, hogy megbizonyosodjunk arról, hogy a tömb jól van rendezve a teljes tömb iterációjával hurokhoz.