函数指针数组
函数指针数组是C语言中一种数据结构,它由一系列指向函数的指针组成。在C语言中,函数名代表函数的地址,因此可以创建一个数组来存储这些地址(即函数指针),然后通过索引访问并调用相应的函数。
函数指针数组通常用于实现转移表或分派表,这有助于根据输入或其他条件动态选择要执行的函数。例如,在一个计算器程序中,可以根据用户输入的操作符(如加、减、乘、除)来调用相应的数学运算函数。
函数指针数组的⽤途:转移表
转移表通常是指利用函数指针数组实现的一种数据结构,用于根据输入(如操作符)来动态选择和执行相应的函数。
在编程中,转移表是一种高效的分支逻辑实现方式,特别是在有多个条件分支的情况下。使用转移表可以提升代码的可读性和性能。它通过将每个分支的逻辑封装成单独的函数,并将这些函数的地址存储在一个数组中,从而避免了复杂的if-else
或switch-case
语句。
具体来说,转移表的工作原理是:
- 定义一系列相关的函数:这些函数通常完成类似的任务,但行为根据某个特定条件有所不同。
- 创建一个函数指针数组:数组中的每个元素都是一个指向上述函数的指针。
- 根据输入选择函数:程序运行时,根据用户的输入或其他条件,从数组中选择一个函数指针,并通过该指针调用相应的函数。
例如,在一个简单的计算器程序中,转移表可以用来根据用户输入的操作符(如加、减、乘、除)来调用相应的数学运算函数。这样做的好处是,当需要添加新的操作时,只需添加一个新的函数并将其地址添加到转移表中,而不需要修改现有的条件分支逻辑。
总结:转移表是函数指针的一个非常实用的应用,它使得代码更加模块化,便于扩展和维护,同时也可能带来性能上的优化。
举例:计算器的⼀般实现:
int Add(int x, int y) { return x + y; } int Sub(int x, int y) { return x - y; } int Mul(int x, int y) { return x * y; } int Div(int x, int y) { return x / y; } void menu() { printf("***************************\n"); printf("**** 1. add 2. sub ****\n"); printf("**** 3. mul 4. div ****\n"); printf("**** 0. exit ****\n"); printf("***************************\n"); } int main() { int input = 0; int x = 0; int y = 0; int z = 0; do { menu(); printf("请选择:"); scanf("%d", &input); switch (input) { case 1: printf("请输入两个操作数:"); scanf("%d %d", &x, &y); z = Add(x, y); printf("%d\n", z); break; case 2: printf("请输入两个操作数:"); scanf("%d %d", &x, &y); z = Sub(x, y); printf("%d\n", z); break; case 3: printf("请输入两个操作数:"); scanf("%d %d", &x, &y); z = Mul(x, y); printf("%d\n", z); break; case 4: printf("请输入两个操作数:"); scanf("%d %d", &x, &y); z = Div(x, y); printf("%d\n", z); break; case 0: printf("退出计算器\n"); break; default: printf("选择错误\n"); break; } } while (input); return 0; }
优化(运用函数指针数组):
int Add(int x, int y) { return x + y; } int Sub(int x, int y) { return x - y; } int Mul(int x, int y) { return x * y; } int Div(int x, int y) { return x / y; } void menu() { printf("***************************\n"); printf("**** 1. add 2. sub ****\n"); printf("**** 3. mul 4. div ****\n"); printf("**** 0. exit ****\n"); printf("***************************\n"); } int main() { int input = 0; int x = 0; int y = 0; int z = 0; //函数指针的数组 - 转移表 int (*pfArr[5])(int, int) = { 0, Add, Sub, Mul, Div }; // 0 1 2 3 4 do { menu(); printf("请选择:"); scanf("%d", &input);//3 if (input >= 1 && input <= 4) { printf("请输入两个操作数:"); scanf("%d %d", &x, &y); z = pfArr[input](x, y); printf("%d\n", z); } else if (input == 0) { printf("退出计算器\n"); } else { printf("输入错误,重新输入\n"); } } while (input); return 0; }
使⽤函数指针数组的实现(转移表):
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include<stdio.h> //实现转移表(简易计算器) int Add(int x, int y) { return x + y; } int Sub(int x, int y) { return x - y; } int Mul(int x, int y) { return x * y; } int Div(int x, int y) { return x / y; } void menu() { printf("*********************\n"); printf("**1.加法 2.减法**\n"); printf("**3.乘法 4.除法**\n"); printf("** 0.退出 **\n"); printf("*********************\n"); } void calu(int(*pf)(int,int)) { int x = 0; int y = 0; int z = 0; printf("输入两个操作数\n"); scanf("%d%d", &x, &y); z = pf(x, y); printf("%d\n", z); } int main() { int input = 0; do { menu(); printf("%请输入\n"); scanf("%d", &input); switch (input) { case 1: calu(Add); break; case 2: calu(Sub); break; case 3: calu(Mul); break; case 4: calu(Div); break; case 0: printf("退出计算器\n"); break; default: printf("输出有误,请重新输入\n"); break; } } while (input); return 0; }
运行结果:
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