C语言实现动态数组 C语言函数指针和回调函数

实现任意数据类型的动态数组的初始化，插入，删除（按值删除；按位置删除），销毁功能。、

动态数组结构体

　　实现动态数组结构体的三个要素：（1）数组首地址；（2）数组的大小；（3）当前数组元素的个数。

1 //动态数组结构体
2 struct DynamicArray{
3     void **addr; //指向数组的首地址（指向数组的指针）
4     int capacity; //数组的大小
5     int size; //当前数组元素的个数
6 };

　　注意事项：void **addr为二级指针，即数组的元素也为指针，因为我们并不知道用户的输入数据是什么类型，操作数据的地址是最安全的方法。

初始化

　　对动态数组进行初始化，实际上为初始化动态数组内的各个成员，另外对输入的参数做边界处理。

 1 //初始化数组,初始化结构体和里面的元素。初始化之后返回该数组,写为void*
 2 void *Init(int capacity_){
 3     if (capacity_ <= 0){
 4         return NULL;
 5     }
 6     
 7     struct DynamicArray *arr = malloc(sizeof(struct DynamicArray));//开辟一个结构体就可以了
 8     if (NULL == arr){
 9         return NULL;
10     }
11 
12     arr->capacity = capacity_;
13     arr->addr = malloc(sizeof(void*)*arr->capacity);//对数组开辟内存
14     arr->size = 0;
15 
16     return arr;
17 }

插入操作

　　对于动态数组的插入操作，需要在pos位置处开始的元素统一往后移动一个位置，处理方式为：从后往前挨个移动，从前往后会覆盖。

　　注意：（1）考虑动态数组的顺序插入和乱序插入，12行的代码；（2）若动态数组被填满，则需要对现有数组进行扩大空间，这里涉及到四步操作：开辟内存、拷贝数据（尽量使用memcpy）、释放原内存、修改指针指向。（3）对输入参数做边界处理。

 1 //插入值,从后往前挨个移动一位,如果插入的值过大，则扩大数组
 2 void Insert(void *arr_, int pos, void *data){
 3 
 4     struct DynamicArray *arr = (struct DynamicArray *)arr_;
 5 
 6     if (NULL == arr || NULL == data){
 7         return;
 8     }
 9 
10     //对于无效的pos，默认插入到现有元素的后面一个
11     //if (pos < 0 || pos > arr->capacity)
12     if (pos < 0 || pos > arr->size)
13     {
14         pos = arr->size;
15     }
16 
17     //每次调用插入函数都会插入值，因此arr->size++，size一直增长，且没有限制
18     if (arr->size >= arr->capacity)
19     //if (arr->size > arr->capacity)
20     {
21 
22         //开辟新内存
23         int newcapacity = arr->capacity * 2;
24         void **newaddr = malloc(sizeof(void *)*newcapacity);
25 
26         //拷贝数据,尽量使用内存拷贝函数
27         memcpy(newaddr, arr->addr, sizeof(void *) * arr->capacity);
28 
29         //释放原空间
30         if (arr->addr != NULL){
31             free(arr->addr);
32             arr->addr = NULL;
33         }
34 
35         //修改指针指向
36         arr->addr = newaddr;
37         arr->capacity = newcapacity;
38     }
39 
40     for (int i = arr->size - 1; i >= pos; --i){
41         arr->addr[i + 1] = arr->addr[i];
42     }
43     arr->addr[pos] = data; //添加过后，size变化
44     arr->size++;
45 }

遍历操作

　　遍历一般的作用为打印数据，但这里并不知道用户的是什么数据，这里由回调函数进行打印（C语言函数指针和回调函数）。

 1 //遍历
 2 void Foreach(void *arr_, void(*_callback)(void *)){
 3     struct DynamicArray * arr = (struct DynamicArray *)arr_;
 4     if (NULL == arr || NULL == _callback){
 5         return;
 6     }
 7     for (int i = 0; i < arr->size; ++i){
 8         _callback(arr->addr[i]);
 9     }
10 }

删除操作

　　这里分为按值删除和按位置删除，其中按值操作调用了按位置操作的代码，因此需要注意size--的问题。另外，按值操作也使用了回调函数。

 1 //删除（按值删除，按位置删除）
 2 void DeletePos(void *arr_, int pos){
 3     struct DynamicArray *arr = arr_;
 4     if (NULL == arr){
 5         return;
 6     }
 7 
 8     for (int i = pos; i < arr->size - 1; ++i){
 9         arr->addr[i] = arr->addr[i + 1];
10     }
11 
12     arr->size--;//size会减小
13 }
14 void DeleteValue(void *arr_, void * data, int(*_compare)(void *, void*)){
15     struct DynamicArray *arr = arr_;
16     if (NULL == arr || NULL == data || NULL == _compare){
17         return;
18     }
19     for (int i = 0; i < arr->size; i++){
20         if (_compare(arr->addr[i], data)){
21             DeletePos(arr, i);
22             break; 
23         }
24     }
25     //arr->size--; DeletePos里面已经有size--了
26 }

销毁操作

　　注意事项：需要先释放成员函数，再释放结构体。

 1 //销毁
 2 void Destory(void * arr_){
 3     struct DynamicArray *arr = arr_;
 4     if (NULL == arr){
 5         return;
 6     }
 7     if (arr->addr != NULL){
 8         free(arr->addr);
 9         arr->addr = NULL;
10     }
11     if (arr != NULL){
12         free(arr);
13         arr = NULL;
14     }
15 }

元素个数和数组大小函数

　　之所以提供这两个函数，是因为不希望用户能直接看到我们定义的结构体内部，也不希望用户可以随便更改，因此我们各个函数的返回值都是void类型，这里提供两个函数，以便用户可以查看元素的个数和数组的大小。

1 int capaArray(void *arr_){
2     struct DynamicArray *arr = (struct DynamicArray *)arr_;
3     return arr->capacity;
4 }
5 
6 int sizeArray(void *arr_){
7     struct DynamicArray *arr = (struct DynamicArray *)arr_;
8     return arr->size;
9 }

测试

　　进行测试时，需要自定义打印和比较回调函数，不需要关心void*data是什么，仅仅实现自定义数据的比较和打印即可。另外回调函数使用时不需要任何参数，只需要函数名；另外，测试了结构体和整型动态数组，可以对动态数组结构体中的void **addr为二级指针有更好的理解。

 1 struct Person{
 2     char name[100];
 3     int age;
 4 };
 5 
 6 // 自定义输出函数
 7 void print(void *data_){
 8     if (NULL == data_){
 9         return;
10     }
11     struct Person *data = (struct Person *)data_;
12     printf("name:%s, age:%d\n", data->name, data->age);
13 }
14  //整型自定义输出函数，访问时需要解引用
15 void printInt(void *data_){
16     if (NULL == data_){
17         return;
18     }
19     int *data = (int *)data_;
20     printf("age:%d\n", *data);
21 }
22 
23 //自定义比较函数
24 int compare(void *d1, void *d2){
25     if (NULL == d1|| NULL == d2){
26         return 0;
27     }
28     struct Person *p1 = d1;
29     struct Person *p2 = d2;
30 
31     return (strcmp(p1->name, p2->name) == 0 && (p1->age == p2->age));
32 }
33 
34 void test(){
35     struct Person p1 = {"aaa", 10};
36     struct Person p2 = { "bbb", 20 };
37     struct Person p3 = { "ccc", 30 };
38     struct Person p4 = { "ddd", 40 };
39     struct Person p5 = { "eee", 50 };
40     struct Person p6 = { "fff", 60 };
41     //int p1 = 1;
42     //int p2 = 2;
43     //int p3 = 3;
44     //int p4 = 4;
45     //int p5 = 5;
46 
47 
48     void * arr = Init(4);
49     Insert(arr, 1, &p1);
50     Insert(arr, 2, &p2);
51     Insert(arr, 3, &p3);
52     Insert(arr, 4, &p4);
53     printf("%d\n", capaArray(arr));
54     Insert(arr, 100, &p5);
55     printf("%d\n", capaArray(arr));
56     Insert(arr, 1, &p6);
57     Foreach(arr, print);
58     printf("-----------------\n");
59     DeleteValue(arr, &p2, compare);
60     Foreach(arr, print);
61     Destory(arr);
62 
63 }
64 
65 
66 int main(){
67 
68     test();
69     system("pause");
70     return 0;
71 }