函数指针

讲解

C语言中的指针类型有很多种，但是函数指针可能有些小伙伴没听过，下面我们引入一段定义。

函数指针是指向函数的指针变量。 因此“函数指针”本身首先应是指针变量，只不过该指针变量指向函数。这正如用指针变量可指向整型变量、字符型、数组一样，这里是指向函数。

函数指针本质
1、函数是C语言中的一段代码；
2、编译器把这个C代码转成二进制指令，放到可执行文件中；
3、操作系统执行这个程序的时候(比如双击exe文件)，就还把这个二进制的文件指令加载到内存中；
4、在内存中，就会有这个函数的地址，把这个地址取出来放入一个指针变量中，此时这个指针变量就是一个”函数指针”。

C语言中直接获取函数名，就可以得到这个函数的函数指针。

  1. void test(int a){
  3. }
  4. test;//这就是一个函数指针，它的类型是 void(*)(int)
  6. # 栗子
  7. # include <stdio.h>
  8. int Max(int, int);  //函数声明
  9. int main(void)
  10. {
  11.     int(*p)(int, int);  //定义一个函数指针
  12.     int a, b, c;
  13.     p = Max;  //把函数Max赋给指针变量p, 使p指向Max函数
  14.     printf("please enter a and b:");
  15.     scanf("%d%d", &a, &b);
  16.     c = (*p)(a, b);  //通过函数指针调用Max函数
  17.     printf("a = %d\nb = %d\nmax = %d\n", a, b, c);
  18.     return 0;
  19. }
  20. int Max(int x, int y)  //定义Max函数
  21. {
  22.     int z;
  23.     if (x > y)
  24.     {
  25.         z = x;
  26.     }
  27.     else
  28.     {
  29.         z = y;
  30.     }
  31.     return z;
  32. }

函数指针和普通指针操作的差别较大，普通指针的操作有：解引用 ，取地址，加减整数，指针相加减……
但是对于函数指针来说，上述操作都不可以(解引用操作和取地址操作也可以运算，但是行为和普通指针不同)
函数指针有一个独特的操作，函数调用操作，即为函数指针(参数列表)，这是普通指针不具备的功能。
看下面一段例子，如果有不懂，请详细阅读注释部分，还是不懂，还是请仔细阅读注释！！！

#include <stdio.h>

void test1(int a){
    printf("测试\n");
}

int main(){
    //这里将void(*)(int)类型的函数指针重命名为P
    typedef void(*P)(int a);
    //定义一个P类型，也就是void(*)(int)类型的函数指针，命名为p
    //并将void(*)(int)类型的函数指针test1赋值给p(初始化)
    P p = test1;
    //调用函数操作
    p(1);
    //用解引用的方式调用函数，和上面的完全等价
    (*p)(1);
    //取地址操作
    P p1 = &test1;
    //用取地址的方式调用函数，和上面的完全等价
    p1(1);
    return 0;
}

我们可以用函数指针数组来一定程度上的简化代码，也就是我们所说的表驱动方式。

观察这这四个函数都是int (*)(int ,int)类型的函数，所以我们可以用一个数组来存放这4个函数

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

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 divi(int a, int b){
    return a / b;
}

int main(){
    //将int(*)(int, int)类型的函数指针重命名为P
    typedef int(*P)(int, int);
    //定义一个P类型的也就是int(*)(int, int)类型的数组
    //这里将4个函数的指针传入
    //注意这里要将数组的下标和对应的函数建立联系
    P p[5] = {NULL,add,sub,mul,divi};
    printf("请输入要选择的运算\n");
    printf("1、加法\t\t2、减法\n");
    printf("3、乘法\t\t4、除法\n");
    int choice = 0;
    scanf("%d", &choice);
    printf("输入两个数\n");
    int a = 0;
    int b = 0;
    scanf("%d %d", &a, &b);
    //根据用户的选择choice选择调用对应的函数
    int res = p[choice](a, b);
    printf("res=%d", res);
    return 0;
}

回调函数

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，我们就说这是回调函数。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。

下面以冒泡排序法为例：

#include <stdio.h>

typedef int(*Cmp)(int a, int b);

void bubbleSort2(int arr[], int size, Cmp cmp) {
    for (int bound = 0; bound < size; bound++) {
        for (int cur = size - 1; cur > bound; cur--) {
            // cur - 1 的位置在前
            // cur 的位置在后
            // 如果发现 cmp 的函数返回值 为 1
            if (cmp(arr[cur - 1], arr[cur]) == 1) {
                int tmp = arr[cur - 1];
                arr[cur - 1] = arr[cur];
                arr[cur] = tmp;
            }
        }
    }
}

// 如果按照升序排序
// a 应该在 b 之前, 就让函数返回 -1
// a 应该在 b 之后, 就让函数返回 1
// a 和 b 一样大, 就返回 0
int less(int a, int b) {
    if (a == b) {
        return 0;
    }
    if (a < b) {
        return -1;
    }
    return 1;
}

int main(){
    int arr[] = { 9, 5, 2, 7 };
    bubbleSort2(arr, 4, less);
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        printf("%d\n", arr[i]);
    }
    return 0;
}

今天的分享就到这里了，希望大家一起提高！

【知识扩展】

指针是 C 语言的精华，也是 C 语言的难点，没学会指针就是没学会 C 语言。如果你觉得函数指针还能勉强接受的话，可以尝试理解一些更复杂的指针，例如：

char *(* c[10])(int **p);
int (*(*(*pfunc)(int *))[5])(int *);

以上两个指针能分析清楚的话，那么 99% 的 C 语言指针问题都难不住你。

实际上，理清楚复杂的 C 语言指针结构是有窍门的，只要掌握了窍门，再复杂的指针也是可以理解的！