c語言函數指針的理解與使用

 

1.函數指針的定義

　　顧名思義，函數指針就是函數的指針。它是一個指針，指向一個函數。看例子：

A) char * (*fun1)(char * p1,char * p2);
B) char * *fun2(char * p1,char * p2);
C) char * fun3(char * p1,char * p2);

　　

看看上面三個表達式分別是什么意思？

C）這很容易，fun3是函數名，p1，p2是參數，其類型為char *型，函數的返回值為char *類型。
B) 也很簡單，與C）表達式相比，唯一不同的就是函數的返回值類型為char**，是個二級指針。
A) fun1是函數名嗎？回憶一下前面講解數組指針時的情形。我們說數組指針這么定義或許更清晰：

int (*)[10] p;

再看看A）表達式與這里何其相似！明白了吧。這里fun1不是什么函數名，而是一個指針變量，它指向一個函數。這個函數有兩個指針類型的參數，函數的返回值也是一個指針。同樣，我們把這個表達式改寫一下：

char * (*)(char * p1,char * p2) fun1;

這樣子是不是好看一些呢？只可惜編譯器不這么想。^_^。

 

2.函數指針使用的例子

　　上面我們定義了一個函數指針，但如何來使用它呢？先看如下例子：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

char * fun(char * p1,char * p2)
{
　　int i = 0;
　　i = strcmp(p1,p2);

　　if (0 == i)
　　{
　　　　return p1;
　　}
　　else
　　{
　　　　return p2;
　　}
}

int main()
{
　　char * (*pf)(char * p1,char * p2);
　　pf = &fun;
　　(*pf) ("aa","bb");
　　return 0;
}

　　我們使用指針的時候，需要通過鑰匙（“*”）來取其指向的內存里面的值，函數指針使用也如此。通過用(*pf)取出存在這個地址上的函數，然后調用它。

　　這里需要注意到是，在Visual C++6.0里，給函數指針賦值時，可以用&fun或直接用函數名fun。這是因為函數名被編譯之后其實就是一個地址，所以這里兩種用法沒有本質的差別。這個例子很簡單，就不再詳細討論了。

 

3.*(int*)&p ----這是什么？

　　也許上面的例子過於簡單，我們看看下面的例子：

void Function()
{
　　printf("Call Function!\n");
}

int main()
{
　　void (*p)();
　　*(int*)&p=(int)Function;
　　(*p)();
　　return 0;
}　

這是在干什么？*(int*)&p=(int)Function;表示什么意思？
別急，先看這行代碼：

void (*p)();

這行代碼定義了一個指針變量p，p指向一個函數，這個函數的參數和返回值都是void。
&p是求指針變量p本身的地址，這是一個32位的二進制常數（32位系統）。
(int*)&p表示將地址強制轉換成指向int類型數據的指針。
(int)Function表示將函數的入口地址強制轉換成int類型的數據。
分析到這里，相信你已經明白*(int*)&p=(int)Function;表示將函數的入口地址賦值給指針變量p。

那么(*p) ();就是表示對函數的調用。

講解到這里，相信你已經明白了。其實函數指針與普通指針沒什么差別，只是指向的內容不同而已。
使用函數指針的好處在於，可以將實現同一功能的多個模塊統一起來標識，這樣一來更容易后期的維護，系統結構更加清晰。或者歸納為：便於分層設計、利於系統抽象、降低耦合度以及使接口與實現分開。

 

 

4.(*(void(*) ())0)()------這是什么？

　　是不是感覺上面的例子太簡單，不夠刺激？好，那就來點刺激的，看下面這個例子：

(*(void(*) ())0)();

這是《C Traps and Pitfalls》這本經典的書中的一個例子。沒有發狂吧？下面我們就來分析分析：

第一步：void(*) ()，可以明白這是一個函數指針類型。這個函數沒有參數，沒有返回值。
第二步：(void(*) ())0，這是將0強制轉換為函數指針類型，0是一個地址，也就是說一個函數存在首地址為0的一段區域內。
第三步：(*(void(*) ())0)，這是取0地址開始的一段內存里面的內容，其內容就是保存在首地址為0的一段區域內的函數。
第四步：(*(void(*) ())0)()，這是函數調用。

好像還是很簡單是吧，上面的例子再改寫改寫：

(*(char**(*) (char **,char **))0) ( char **,char **);

如果沒有上面的分析，肯怕不容易把這個表達式看明白吧。不過現在應該是很簡單的一件事了。讀者以為呢？

 

5.函數指針數組

 

　　現在我們清楚表達式

char * (*pf)(char * p);

定義的是一個函數指針pf。既然pf是一個指針，那就可以儲存在一個數組里。把上式修改一下：

char * (*pf[3])(char * p);

這是定義一個函數指針數組。

 

　　它是一個數組，數組名為pf，數組內存儲了3個指向函數的指針。這些指針指向一些返回值類型為指向字符的指針、參數為一個指向字符的指針的函數。

　　這念起來似乎有點拗口。不過不要緊，關鍵是你明白這是一個指針數組，是數組。函數指針數組怎么使用呢？這里也給出一個非常簡單的例子，只要真正掌握了使用方法，再復雜的問題都可以應對。

 

如下：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

char * fun1(char * p)
{
　　printf("%s\n",p);
　　return p;
}

char * fun2(char * p)
{
　　printf("%s\n",p);
　　return p;
}
char * fun3(char * p)
{
　　printf("%s\n",p);
　　return p;
}

int main()
{
　　char * (*pf[3])(char * p);
　　pf[0] = fun1; //可以直接用函數名
　　pf[1] = &fun2; //可以用函數名加上取地址符
　　pf[2] = &fun3;

　　pf[0]("fun1");
　　pf[0]("fun2");
　　pf[0]("fun3");
　　return 0;
}　

 

6.函數指針數組的指針

　　看着這個標題沒發狂吧？函數指針就夠一般初學者折騰了，函數指針數組就更加麻煩，現在的函數指針數組指針就更難理解了。
其實，沒這么復雜。前面詳細討論過數組指針的問題，這里的函數指針數組指針不就是一個指針嘛。只不過這個指針指向一個數組，這個數組里面存的都是指向函數的指針。僅此而已。

下面就定義一個簡單的函數指針數組指針：

char * (*(*pf)[3])(char * p);

注意，這里的pf和上一節的pf就完全是兩碼事了。上一節的pf並非指針，而是一個數組名；這里的pf確實是實實在在的指針。這個指針指向一個包含了3個元素的數組；這個數字里面存的是指向函數的指針；這些指針指向一些返回值類型為指向字符的指針、參數為一個指向字符的指針的函數。

　　這比上一節的函數指針數組更拗口。其實你不用管這么多，明白這是一個指針就ok了。其用法與前面講的數組指針沒有差別。下面列一個簡單的例子：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

char * fun1(char * p)
{
    printf("%s\n",p);
    return p;
}

char * fun2(char * p)
{
    printf("%s\n",p);
    return p;
}

char * fun3(char * p)
{
    printf("%s\n",p);
    return p;
}

int main()
{
    char * (*a[3])(char * p);
    char * (*(*pf)[3])(char * p);
    pf = &a;

    a[0] = fun1;
    a[1] = &fun2;
    a[2] = &fun3;

    pf[0][0]("fun1");
    pf[0][1]("fun2");
    pf[0][2]("fun3");
    return 0;
}

　　

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

參考：陳正沖老師的《c語言深度剖析》。