C語言函數指針和回調函數

 徹底搞定C指針－函數名與函數指針

函數名&函數名取地址

函數指針

通常我們可以將指針指向某類型的變量，稱為類型指針（如，整型指針）。若將一個指針指向函數，則稱為函數指針。

函數名的意義

函數名代表函數的入口地址，同樣的，我們可以通過根據該地址進行函數調用，而非直接調用函數名。

void test001(){
    printf("hello, world");
}

int main(){

    printf("函數入口地址：%d", test001);//qt中的函數入口地址不會變，C中會變，這里僅為了說明問題
    //test001();
    int *testADD = (int *)20123883;//將地址轉化為int型指針
    void(*myfunc)() = testADD;//將函數寫成函數指針，有些書上會寫&testADD
    myfunc(); //調用函數指針
    system("pause");
    return 0;
}

另外，還有以下結論：

（1）test001的函數名與myfunc函數指針都是一樣的，即都是函數指針。test001函數名是一個函數指針常量，而myfunc是一個函數指針變量，這是它們的關系。

int test001(int a, char b){
    printf("hello, world\n");
    return 0;
}

int main(){

    int(*myFun)(int, char) = test001;
    myFun = test001;

    //下面四種表達式的結果是相同的
    int a = 10;
    char b = 's';
    myFun(a, b);
    (*myFun)(a, b);
    test001(a, b);
    (*test001)(a, b);

    system("pause");
    return 0;
}

（2）testADD和&testADD的值一樣，但表達的含義不同，與數組名和“&數組名”類似，詳見指針和數組的關系。

定義函數指針

定義函數指針最簡單的是直接定義函數指針變量，另外還有定義函數類型和定義函數指針類型。

int test001(int a, char b){
    printf("hello, world\n");
    return 0;
}

void test002(){

    //定義函數類型
    typedef int(Fun)(int, char);
    Fun *funFir = test001;

    //定義函數指針類型
    typedef int(*FunP)(int, char);
    FunP funSec = test001;

    //定義函數指針變量
    int(*funThi)(int, char) = NULL;//若報錯，在強制轉型，(int(*)(int , char))NULL
    funThi = test001;
}

函數指針用於形參

這種用法通常出現在回調函數中，一般回調函數用於定制操作，下面的例子將說明如何進行定制操作

/*
-----------------------
函數指針用作另一個函數的參數
-----------------------
*/
int con1(int a, int b){
    return a + b;
}

int con2(int a, int b){
    return a - b;
}

int con3(int a, int b){
    return a + b + 10;
}

//在函數體中顯式調用函數，將失去靈活性
//盡管我可以用switch實現三種con的切換
void doc(){
    int a = 10;
    int b = 20;
    int ret = con1(a, b);
}

//用如下的調用方式，調用者並不知道調用的哪個函數
//因此根據函數指針的函數原型可以自己實現新函數，並進行調用
int doc_p(int(*temp)(int ,char)){
    int a = 10;
    int b = 20;
    int ret = temp(a,b);
    return ret;
}

/*
---------------------
函數指針數組
---------------------
*/
void func1(){
    printf("a");
}
void func2(){
    printf("a");
}
void func3(){
    printf("a");
}

void test003(){
    int(*func[3])();
    func[0] = func1;
    func[1] = func2;
    func[2] = func3;

    for (int i = 0; i < 3; ++i)
    {
        func[i];
    }
}

為什么我們要把函數作為參數來調用呢，直接在函數體里面調用不好嗎？

在這個意義上，“把函數做成參數”和“把變量做成參數”目的是一致的，就是以不變應萬變。形參是不變的，而實參是可以定制的。唯一不同的是，普通的實參可以由計算機程序自動產生，而函數這種參數計算機程序是無法自己寫出來的，因為函數本身就是程序，它必須由人來寫。所以對於回調函數這種參數而言，它的“變”在於人有變或者人的需求有變。

回調函數

回調函數和普通函數完成的功能是一樣的，但回調函數更靈活，普通函數在函數體中調用，失去了變量的靈活性，有點類似於模板編程。

（1）首先是通過內存偏移，訪問數組的各元素地址，兩種方法的結果相同

void printAll(void *arr, int eleSize, int len){
    
    char *start = (char*)arr; //強制轉型
    for (int i = 0; i < len; ++i){
        printf("%d\n", start+i*eleSize);//內存偏移
    }
}

void test004(){
    int arr[5] = {1,2,3,4,5};
    printAll(arr, sizeof(int), 5);
    printf("-------------------\n");
    for (int i = 0; i < 5; ++i){
        printf("%d\n", &arr[i]);
    }
}

int main(){
    test004();

    system("pause");
    return 0;
}

（2）對上面的函數用函數指針進行改寫

//添加函數指針作形參，必須寫明變量名
void printAll(void *arr, int eleSize, int len, void(*print)(void *data)){
    
    char *start = (char*)arr; //強制轉型
    for (int i = 0; i < len; ++i){
        char *eleAddr = start + i*eleSize;
        print(eleAddr);
        //print(start+i*eleSize);
    }
}

//自定義的被調用函數
void Myprint(void * data){
    int *p = (int *)data;
    printf("%d\n", *p);
}

void test004(){
    int arr[5] = {1,2,3,4,5};
    printAll(arr, sizeof(int), 5, Myprint);
}

int main(){
    test004();

    system("pause");
    return 0;
}

（3）對上面的函數指針添加自定義的數據類型

//添加函數指針作形參，必須寫明變量名
void printAll(void *arr, int eleSize, int len, void(*print)(void *data)){
    
    char *start = (char*)arr; //強制轉型
    for (int i = 0; i < len; ++i){
        char *eleAddr = start + i*eleSize;
        print(eleAddr);
        //print(start+i*eleSize);
    }
}

//自定義的被調用函數
void Myprint(void * data){
    int *p = (int *)data;
    printf("%d\n", *p);
}

struct Person{
    char name[64];
    int age;
};

//添加自定義的數據類型打印函數
void MyprintStruct(void * data){
    struct Person *p = (struct Person  *)data;
    printf("%s,%d\n", p->name, p->age);
}




void test004(){
    int arr[5] = {1,2,3,4,5};
    printAll(arr, sizeof(int), 5, Myprint);

    struct Person person[] = {
        {"aaa", 10},
        {"bbb", 20}
    };
    printAll(person, sizeof(struct Person), 2, MyprintStruct);

}

int main(){
    test004();

    system("pause");
    return 0;
}

回調函數最大的優勢在於靈活操作，可以實現用戶定制的函數，降低耦合性，實現多樣性。