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前言
函數指針是什么？如何使用函數指針？函數指針到底有什么大用？本文將一一介紹。
如何理解函數指針
如果有int *類型變量，它存儲的是int類型變量的地址；那么對於函數指針來說，它存儲的就是函數的地址。函數也是有地址的，函數實際上由載入內存的一些指令組成，而指向函數的指針存儲了函數指令的起始地址。如此看來，函數指針並沒有什么特別的。我們可以查看程序中函數的地址：
#include <stdio.h>
int test()
{
printf("this is test function");
return 0;
}
int main(void)
{
test();
return 0;
}
編譯：
gcc -o testFun testFun.c
查看test函數相對地址(並非實際運行時的地址)：
$ nm testFun |grep test #查看test函數的符號表信息
0000000000400526 T test
如何聲明函數指針
聲明普通類型指針時，需要指明指針所指向的數據類型，而聲明函數指針時，也就要指明指針所指向的函數類型，即需要指明函數的返回類型和形參類型。例如對於下面的函數原型：
int sum(int,int);
它是一個返回值為int類型，參數是兩個int類型的函數，那么如何聲明該類型函數的指針呢？很簡單，將函數名替換成(*pf)形式即可，即我們把sum替換成(*fp)即可，fp為函數指針名，結果如下：
int （*fp）(int,int);
這樣就聲明了和sum函數類型相同的函數指針fp。這里說明兩點，第一，*和fp為一體，說明了fp為指針類型，第二，*fp需要用括號括起來，否則就會變成下面的情況：
int *fp(int,int);
這種情況下，意思就大相徑庭了，它聲明了一個參數為兩個int類型，返回值為int類型的指針的函數，而不再是一個函數指針了。
在經常使用函數指針之后，我們很快就會發現，每次聲明函數指針都要帶上長長的形參和返回值，非常不便。這個時候，我們應該想到使用typedef，即為某類型的函數指針起一個別名，使用起來就方便許多了。例如，對於前面提到的函數可以使用下面的方式聲明：
typedef int (*myFun)(int,int);//為該函數指針類型起一個新的名字
myFun f1; //聲明myFun類型的函數指針f1
上面的myFun就是一個函數指針類型，在其他地方就可以很方便地用來聲明變量了。typedef的使用不在本文的討論范圍，但是特別強調一句，typedef中聲明的類型在變量名的位置出現，理解了這一句，也就很容易使用typedef了。因而下面的方式是錯誤的：
typedef myFun (int)(int,int); //錯誤
typedef (int)(int,int) *myFun; //錯誤
為函數指針賦值
賦值也很簡單，既然是指針，將對應指針類型賦給它既可。例如：
#include<stdio.h>
int test(int a,int b)
{
/*do something*/
return 0
}
typedef int(*fp)(int,int);
int main(void)
{
fp f1 = test; //表達式1
fp f2 = &test;//表達式2
printf("%p\n",f1);
printf("%p\n",f2);
return 0;
}
在這里，聲明了返回類型為int，接受兩個int類型參數的函數指針f1和f2，分別給它們進行了賦值。表達式1和表達式2在作用上並沒有什么區別。因為函數名在被使用時總是由編譯器把它轉換為函數指針，而前面加上&不過顯式的說明了這一點罷了。
調用
調用也很容易，把它看成一個普通的函數名即可：
#include<stdio.h>
int test(int a,int b)
{
/*do something*/
printf("%d,%d\n",a,b);
return 0
}
typedef int(*fp)(int,int);
int main(void)
{
fp f = test;
f(1,2);//表達式1
(*f)(3,4);//表達式2
return 0;
}
在函數指針后面加括號，並傳入參數即可調用，其中表達式1和表達式2似乎都可以成功調用，但是哪個是正確的呢？ANSI C認為這兩種形式等價。
函數指針有何用
函數指針的應用場景比較多，以庫函數qsort排序函數為例，它的原型如下：
void qsort(void *base,size_t nmemb,size_t size , int(*compar)(const void *,const void *));
看起來很復雜對不對？拆開來看如下：
void qsort(void *base, size_t nmemb, size_t size, );
拿掉第四個參數后，很容易理解，它是一個無返回值的函數，接受4個參數，第一個是void*類型，代表原始數組，第二個是size_t類型，代表數據數量，第三個是size_t類型，代表單個數據占用空間大小，而第四個參數是函數指針。這第四個參數，即函數指針指向的是什么類型呢？
int(*compar)(const void *,const void *)
很顯然，這是一個接受兩個const void*類型入參，返回值為int的函數指針。
到這里也就很清楚了。這個參數告訴qsort，應該使用哪個函數來比較元素，即只要我們告訴qsort比較大小的規則，它就可以幫我們對任意數據類型的數組進行排序。
在這里函數指針作為了參數，而他同樣可以作為返回值，創建數組，作為結構體成員變量等等，它們的具體應用我們在后面的文章中會介紹，本文不作展開。本文只介紹一個簡單實例。
實例介紹
我們通過一個實例來看函數指針怎么使用。假設有一學生信息，需要按照學生成績進行排序，該如何處理呢？
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define STU_NAME_LEN 16
/*學生信息*/
typedef struct student_tag
{
char name[STU_NAME_LEN]; //學生姓名
unsigned int id; //學生學號
int score; //學生成績
}student_t;
int studentCompare(const void *stu1,const void *stu2)
{
/*強轉成需要比較的數據結構*/
student_t *value1 = (student_t*)stu1;
student_t *value2 = (student_t*)stu2;
return value1->score-value2->score;
}
int main(void)
{
/*創建三個學生信息*/
student_t stu1 = {"one",1,99};
student_t stu2 = {"two",2,77};
student_t stu3 = {"three",3,88};
student_t stu[] = {stu1,stu2,stu3};
/*排序，將studentCompare作為參數傳入qsort*/
qsort((void*)stu,3,sizeof(student_t),studentCompare);
int loop = 0;
/**遍歷輸出*/
for(loop = 0; loop < 3;loop++)
{
printf("name:%s,id:%u,score:%d\n",stu[loop].name,stu[loop].id,stu[loop].score);
}
return 0;
}
我們創建了一個學生信息結構，結構成員包括名字，學號和成績。main函數中創建了一個包含三個學生信息的數組，並使用qsort函數對數組按照學生成績進行排序。qsort函數第四個參數是函數指針，因此我們需要傳入一個函數指針，並且這個函數指針的入參是cont void *類型，返回值為int。我們通過前面的學習知道了函數名本身就是指針，因此只需要將我們自己實現的studentCompare作為參數傳入即可。
最終運行結果如下：
name:two,id:2,score:77
name:three,id:3,score:88
name:one,id:1,score:99
可以看到，最終學生信息按照分數從低到高輸出。
總結
本文介紹了函數指針的聲明和簡單使用。更多使用將在后面的文章介紹，本文總結如下：
- 函數指針與其他指針類型無本質差異，不過它指向的是函數的地址罷了。
- 聲明函數指針需要指明函數的返回類型和形參類型。
- 函數名在被使用時總是由編譯器把它轉換為函數指針。
- 要想聲明函數指針，只需寫出函數原型，然后將函數名用(*fp)代替即可。這里fp是聲明的函數指針變量。
- typedef中聲明的類型在變量名的位置出現。
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