通过模拟实现计算器介绍函数指针数组和回调函数的用法【C语言/指针/进阶】

简介: 通过模拟实现计算器介绍函数指针数组和回调函数的用法【C语言/指针/进阶】

教你如何正确快速理解/函数指针/数组参数、指针参数/函数指针数组

上文我们已经介绍了函数指针数组,作为一个数组,它可以干嘛呢?

函数指针数组的用途:转移表

例子:(计算器)

菜单

printf( "*************************\n" );
printf( " 1:add 2:sub \n" );
printf( " 3:mul 4:div \n" );
printf( "*************************\n" );
printf( "请选择:" );
scanf( "%d", &input);

加法函数

int add(int a, int b)
{
return a + b;
}

选择加法功能

switch (input)
{
case 1:
printf( "输入操作数:" );
scanf( "%d %d", &x, &y);
ret = add(x, y);
printf( "ret = %d\n", ret);
break;
}

假设计算器有加减乘除四个功能,于是我有以下代码

#include <stdio.h>
int add(int a, int b)
{
return a + b;
}
int sub(int a, int b)
{
return a - b;
}
int mul(int a, int b)
{
return a*b;
}
int div(int a, int b)
{
return a / b;
}
int main()
{
int x, y;
int input = 1;
int ret = 0;
do
{
//菜单
printf( "*************************\n" );
printf( " 1:add 2:sub \n" );
printf( " 3:mul 4:div \n" );
printf( "*************************\n" );
printf( "请选择:" );
scanf( "%d", &input);
switch (input)
{
case 1:
printf( "输入操作数:" );
scanf( "%d %d", &x, &y);
ret = add(x, y);
printf( "ret = %d\n", ret);
break;
case 2:
printf( "输入操作数:" );
scanf( "%d %d", &x, &y);
ret = sub(x, y);
printf( "ret = %d\n", ret);
break;
case 3:
printf( "输入操作数:" );
scanf( "%d %d", &x, &y);
ret = mul(x, y);
printf( "ret = %d\n", ret);
break;
case 4:
printf( "输入操作数:" );
scanf( "%d %d", &x, &y);
ret = div(x, y);
printf( "ret = %d\n", ret);
break;
case 0:
printf("退出程序\n");
breark;
default:
printf( "选择错误\n" );
break;
}
} while (input);
return 0;
}

对于switch语句,里面有太多重复冗余的语句,虽然能实现相应功能,但效率不高。而且在实际应用场景中,这样的程序难以维护,添加/删除子功能也很麻烦,这时我们可以使用函数指针数组或回调函数。

使用函数指针数组优化:

#include <stdio.h>
int add(int a, int b)
{
return a + b;
}
int sub(int a, int b)
{
return a - b;
}
int mul(int a, int b)
{
return a*b;
}
int div(int a, int b)
{
return a / b;
}
int main()
{
int x, y;
int input = 1;
int ret = 0;
int(*p[5])(int x, int y) = { 0, add, sub, mul, div }; //转移表
while (input)
{
printf( "*************************\n" );
printf( " 1:add 2:sub \n" );
printf( " 3:mul 4:div \n" );
printf( "*************************\n" );
printf( "请选择:" );
scanf( "%d", &input);
if ((input <= 4 && input >= 1))
{
printf( "输入操作数:" );
scanf( "%d %d", &x, &y);
ret = (*p[input])(x, y);
}
else
printf( "输入有误\n" );
printf( "ret = %d\n", ret);
}
return 0;
}

int(*p[5])(int x, int y) = { 0, add, sub, mul, div }; 称作转移表,顾名思义,这里的函数指针数组存放着函数的地址,只需要通过下标就能找到相应函数,数组充当着中介的作用。且这里将数组下标为0的位置空了出来,是为了后面下标能不经过加减处理直接与初始化时函数的顺序对应。

使用回调函数优化

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");
}
//
//
void calc(int (*pf)(int,int))
{
  int x = 0;
  int y = 0;
  int ret = 0;
  printf("请输入2个操作数:>");
  scanf("%d%d", &x, &y);
  ret = pf(x, y);
  printf("ret = %d\n", ret);
}
//↑
//这里将switch语句中的每个输入输出的
//重复部分拿出来放进新增的一个函数,
//它能接收用户选择的计算函数的地址
int main()
{
  int input = 0;
  do
  {
    menu();
    printf("请选择:>");
    scanf("%d", &input);
    switch (input)
    {
    case 1:
      calc(Add);//将要用的函数地址传给新增的函数
      break;
    case 2:
      calc(Sub);
      break;
    case 3:
      calc(Mul);
      break;
    case 4:
      calc(Div);
      break;
    case 0:
      printf("退出计算器\n");
      break;
    default:
      printf("选择错误\n");
      break;
    }
  } while (input);
  return 0;
}

回调函数和函数指针数组有异曲同工之妙,区别是前者是根据情况将要用的a函数的地址传给b函数,在其内部调用;后者是将所有要用的函数的地址存放在一个数组中,根据情况使用下标找到相应函数。

对于函数void calc(int (*pf)(int,int)) 的理解(从里往外看)

  1. 首先它是一个函数,所以有calc()
  2. 其次这个函数的参数要接收要使用的函数的地址,所以需要一个指针接收,所以有calc(***pf**)
  3. 然后这个指针的类型是和传过来的地址(指针)类型是相同的,即函数指针,要跟上一个括号表示参数,所以有calc(*pf)**(int,int)**
    ,传过来的函数的返回值是int型,所以有calc(**int** (*pf)(int,int))
  4. 对于calc函数,无需返回值,则有**void** calc(int (*pf)(int,int))

体会:

  1. 回调函数的使用,离不开函数指针的使用 (详情请看第五点)正确快速理解/函数指针/数组参数、指针参数/函数指针数组
  2. 使用转移表和回调函数,提高了代码的效率,使代码简洁。维护成本更低,添加/删除代码块只需要修改转移表和相应函数即可。它虽然很巧妙,但转移表和回调函数仅可用于函数参数类型相同的情况,因为传送参数的形式在使用转移表或回调函数时已经被固定了。
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