函数指针数组在实现转移表时的应用:以计算器为例

简介: 函数指针数组在实现转移表时的应用:以计算器为例

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-elseswitch-case语句。

具体来说,转移表的工作原理是:

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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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