1. 函数指针变量
什么是函数指针变量呢?
前面我们已经了解了整型指针与函数指针,通过类比我们可以知道:
函数指针变量是用来存放函数的地址的,未来通过地址能够调用函数。
1.1 函数指针变量的创建
那么函数是否有地址呢?并且通过类比数组,函数名与&函数名的值是否有区别呢?
我们来测试一下:
#include <stdio.h> int add(int x, int y) { return x + y; } int main() { printf("add = %p\n", add); printf("&add = %p\n", &add); return 0; }
输出结果:
我们发现两者的值是一模一样的。
我们知道数组名一般表示首元素地址,&数组名表示整个数组的地址,两者的值虽然一样,但是意义是完全不同的。
而函数名和&函数名表示的都是函数的地址,两者的意义完全相同,没有区别。
如果我们要将函数的地址存放起来,就必须要创建函数指针变量,函数指针变量的写法其实和数组指针变量的写法十分相似(如果想学习数组指针变量,请移步我的主页浏览《详解指针数组,数组指针及(二维)数组传参(2)》,里面有详细介绍)。
#include <stdio.h> int add(int x, int y) { return x + y; } int main() { //pf是专门用来存放函数地址的,pf就是函数指针变量 int(*pf)(int, int) = add; int(*pf)(int x, int y) = &add; }
注意:参数类型名字写上或省略都是可以的。
函数指针变量类型解析:
1.2 函数指针变量的使用
通过函数指针调用指针指向的函数。
代码实现如下:
#include <stdio.h> int add(int x, int y) { return x + y; } int main() { int(*pf)(int, int) = &add; printf("%d\n", (*pf)(3, 4)); printf("%d\n", (*pf)(45, 4)); return 0; }
输出结果:
1.3 两段有趣的代码
接下来介绍两段有趣的代码,读者请坐好,不要头晕眼花哦~
代码1:
( * ( void (*)() ) 0 )();
由内而外层层解释:
void ( * ) () ---- 函数指针类型
( void ( * ) () ) ---- 强制类型转换
( void ( * ) () )0 ---- 将0强制类型转换为void ( * ) () 的函数指针类型
这就意味着我们假设0 地址处放着无参,返回类型是void的函数
最终是调用0地址处存放的这个函数
代码2:
void (* signal(int , void(*)(int) ) )(int);
画图解释:
所以这个代码表示的是一个函数声明。
函数名是signal,参数一个是整型,一个是函数指针类型, 返回类型也是一个函数指针类型的函数声明。
2. 函数指针数组
我们知道数组是一个存放相同类型数据的储存空间。
那么函数指针数组是什么呢?我们可以类比指针数组:
int main() { int* arr[10]; //数组的每个元素是int* }
那么要把函数的地址存放到一个数组中,这个数组就叫做函数指针数组。
代码定义如下:
#include <stdio.h> 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; } int main() { int (*pf1)(int, int) = add;//pf1是函数指针变量 int (*pfarr[4])(int, int) = { add,sub,mul,div };//pfarr是函数指针数组 }
注意:定义函数指针数组最好是在函数指针变量的基础上进行,这样不容易出错。并且如果我们对函数指针数组初始化了,pfarr后面的4可以省略(类比数组)。
3. 转移表
函数指针数组的用途:转移表的实现
举例:计算机的一般实现:
#include <stdio.h> 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 ret = 0; int x = 0; int y = 0; do { menu(); printf("请选择:>"); scanf("%d", &input); switch (input) { case 0: printf("退出计算器!\n"); break; case 1: printf("请输入两个操作数:>"); scanf("%d %d", &x, &y); ret = add(x, y); printf("%d\n", ret); break; case 2: printf("请输入两个操作数:>"); scanf("%d %d", &x, &y); ret = sub(x, y); printf("%d\n", ret); break; case 3: printf("请输入两个操作数:>"); scanf("%d %d", &x, &y); ret = mul(x, y); printf("%d\n", ret); break; case 4: printf("请输入两个操作数:>"); scanf("%d %d", &x, &y); ret = div(x, y); printf("%d\n", ret); break; default: printf("选择错误,请重新选择。\n"); break; } } while (input); return 0; }
上面的代码可以实现两个整数的加减乘除运算,但是如果我们还要增加功能(比如>>,<<,|,^,&),我们就需要不断地增加case语句,这样会让代码重复代码非常多,非常冗长,不美观。
所以这里我们可以使用函数指针数组来优化:
#include <stdio.h> 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 ret = 0; int x = 0; int y = 0; //定义函数指针数组--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); if (input >0 && input <= 4) { printf("请输入两个操作数:>"); scanf("%d %d", &x, &y); ret = pfarr[input](x, y); printf("%d\n", ret); } else if(input==0) { printf("退出计算器!\n"); } else { printf("选择错误,请重新选择.\n"); } } while (input); return 0; }
当然,也可以不用转移表的方式。下面是对第一份代码的另一种优化方式:
#include <stdio.h> 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))//函数指针 { int ret = 0; int x = 0; int y = 0; printf("请输入两个操作数:>"); scanf("%d %d", &x, &y); ret = pf(x, y); printf("%d\n", ret); } int main() { int input = 0; do { menu(); printf("请选择:>"); scanf("%d", &input); switch (input) { case 0: printf("退出计算器!\n"); break; case 1: calc(add); break; case 2: calc(sub); break; case 3: calc(mul); break; case 4: calc(div); break; default: printf("选择错误,请重新选择:>"); break; } } while (input); return 0; }
把每个case语句的功能封装成一个函数,使用函数指针,这样也可以避免代码的重复,冗余。