来源:http://blog.jobbole.com/44639/
本文写的非常详细,因为我想为初学者建立一个意识模型,来帮助他们理解函数指针的语法和基础。如果你不讨厌事无巨细,请尽情阅读吧。
函数指针虽然在语法上让人有些迷惑,但不失为一种有趣而强大的工具。本文将从C语言函数指针的基础开始介绍,再结合一些简单的用法和关于函数名称和地址的趣闻。在最后,本文给出一种简单的方式来看待函数指针,让你对其用法有一个更清晰的理解。
函数指针和一个简单的函数
我们从一个非常简单的”Hello World“函数入手,来见识一下怎样创建一个函数指针。
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#include <stdio.h>
// 函数原型
void
sayHello();
//函数实现
void
sayHello(){
printf
(
"hello world\n"
);
}
// main函数调用
int
main() {
sayHello();
}
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我们定义了一个名为sayHello的函数,它没有返回值也不接受任何参数。当我们在main函数中调用它的时候,它向屏幕输出出”hello world“。非常简单。接下来,我们改写一下main函数,之前直接调用的sayHello函数,现在改用函数指针来调用它。
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int
main() {
void
(*sayHelloPtr)() = sayHello;
(*sayHelloPtr)();
}
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第二行void (*sayHelloPtr)()
的语法看起来有些奇怪,我们来一步一步分析。
- 这里,关键字
void
的作用是说我们创建了一个函数指针,并让它指向了一个返回void(也就是没有返回值)的函数。 - 就像其他任何指针都必须有一个名称一样,这里
sayHelloPtr
被当作这个函数指针的名称。 - 我们用
*
符号来表示这是一个指针,这跟声明一个指向整数或者字符的指针没有任何区别。 *sayHelloPtr
两端的括号是必须的,否则,上述声明变成void *sayHelloPtr()
,*
会优先跟void
结合,变成了一个返回指向void的指针的普通函数的声明。因此,函数指针声明的时候不要忘记加上括号,这非常关键。- 参数列表紧跟在指针名之后,这个例子中由于没有参数,所以是一对空括号
()
。 - 将上述要点结合起来,
void (*syaHelloPtr)()
的意义就非常清楚了,这是一个函数指针,它指向一个不接收参数且没有返回值的函数。
在上面的第二行代码,即void (*sayHelloPtr)() = sayHello;
,我们将sayHello这个函数名赋给了我们新建的函数指针。关于函数名的更多细节我们会在下文中讨论,现在暂时可以将其看作一个标签,它代表函数的地址,并且可以赋值给函数指针。这就跟语句int *x = &myint;
中我们把myint的地址赋给一个指向整数的指针一样。只是当我们考虑函数的时候,我们不需要加上一个取地址符&
。简而言之,函数名就是它的地址。接着看第三行,我们用代码’(*sayHelloPtr)();·‘解引用并调用了函数指针。
- 在第二行被声明之后,sayHelloPtr作为函数指针的名称,跟其他任何指针没有差别,能够储值和赋值。
- 我们对sayHelloPtr解引用的方式也与其他任何指针一样,即在指针之前使用解引用符
*
,也就是代码中的*sayHelloPtr
。 - 同样的,我们需要在其两端加上括号,即
(*sayHelloPtr)
,否则它就不被当做一个函数指针。因此,记得声明和解引用的时候都要在两端加上括号。 - 括号操作符用于C语言中的函数调用,如果有参数参与,就将其放入括号中。这对于函数指针也是相似的,即代码中的
(*sayHelloPtr)()
。 - 这个函数没有返回值,也就没有必要将它赋值给任何变量。单独来说,这个调用跟
sayHello()
没什么两样。
接下来,我们再对函数稍加修改。你会看到函数指针奇怪的语法,以及用调用普通函数的方法来调用赋值后函数指针的现象。
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int
main() {
void
(*sayHelloPtr)() = sayHello;
sayHelloPtr();
}
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跟之前一样,我们将sayHello函数赋给函数指针。但是这一次,我们用调用普通函数的方法调用了它。稍后讨论函数名的时候我会解释这一现象,现在只需要知道(*syaHelloPtr)()
和syaHelloPtr()
是相同的即可。
带参数的函数指针
好了,这一次我们来创建一个新的函数指针吧。它指向的函数仍然不返回任何值,但有了参数。
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#include <stdio.h>
//函数原型
void
subtractAndPrint(
int
x,
int
y);
//函数实现
void
subtractAndPrint(
int
x,
int
y) {
int
z = x - y;
printf
(
"Simon says, the answer is: %d\n"
, z);
}
//main函数调用
int
main() {
void
(*sapPtr)(
int
,
int
) = subtractAndPrint;
(*sapPtr)(10, 2);
sapPtr(10, 2);
}
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跟之前一样,代码包括函数原型,函数实现和在main函数中通过函数指针执行的语句。原型和实现中的特征标变了,之前的sayHello函数不接受 任何参数,而这次的函数subtractAndPrint接受两个int作为参数。它将两个参数做一次减法,然后输出到屏幕上。
- 在第14行,我们通过’(*sapPtr)(int, int)’创建了sapPtr这个函数指针,与之前的区别仅仅是用
(int, int)
代替了原来的空括号。而这与新函数的特征标相符。 - 在第15行,解引用和执行函数的方式与之前完全相同,只是在括号中加入了两个参数,变成了
(10, 2)
。 - 在第16行,我们用调用普通函数的方法调用了函数指针。
带参数且有返回值的函数指针
这一次,我们把subtractAndPrint函数改成一个名为subtract的函数,让它把原本输出到屏幕上的结果作为返回值。
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#include <stdio.h>
// 函数原型
int
subtract(
int
x,
int
y);
// 函数实现
int
subtract(
int
x,
int
y) {
return
x - y;
}
// main函数调用
int
main() {
int
(*subtractPtr)(
int
,
int
) = subtract;
int
y = (*subtractPtr)(10, 2);
printf
(
"Subtract gives: %d\n"
, y);
int
z = subtractPtr(10, 2);
printf
(
"Subtract gives: %d\n"
, z);
}
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这与subtractAndPrint函数非常相似,只是subtract函数返回了一个整数而已,特征标也理所当然的不一样了。
- 在第13行,我们通过
int (*subtractPtr)(int, int)
创建了subtractPtr这个函数指针。与上一个例子的区别只是把void换成了int来表示返回值。而这与subtract函数的特征标相符。 - 在在第15行,解引用和执行这个函数指针,除了将返回值赋值给了y以外,与调用subtractAndPrint没有任何区别。
- 在第16行,我们向屏幕输出了返回值。
- 18到19行,我们用调用普通函数的方法调用了函数指针,并且输出了结果。
这跟之前没什么两样,我们只是加上了返回值而已。接下来我们看看另一个稍微复杂点儿的例子——把函数指针作为参数传递给另一个函数。
把函数指针作为参数来传递
我们已经了解过了函数指针声明和执行的各种情况,不论它是否带参数,或者是否有返回值。接下来我们利用一个函数指针来根据不同的输入执行不同的函数。
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#include <stdio.h>
// 函数原型
int
add(
int
x,
int
y);
int
subtract(
int
x,
int
y);
int
domath(
int
(*mathop)(
int
,
int
),
int
x,
int
y);
// 加法 x+ y
int
add(
int
x, init y) {
return
x + y;
}
// 减法 x - y
int
subtract(
int
x,
int
y) {
return
x - y;
}
// 根据输入执行函数指针
int
domath(
int
(*mathop)(
int
,
int
),
int
x,
int
y) {
return
(*mathop)(x, y);
}
// main函数调用
int
main() {
// 用加法调用domath
int
a = domath(add, 10, 2);
printf
(
"Add gives: %d\n"
, a);
// 用减法调用domath
int
b = domath(subtract, 10, 2);
printf
(
"Subtract gives: %d\n"
, b);
}
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我们来一步一步分析。
- 我们有两个特征标相同的函数,add和subtract,它们都返回一个整数并接受两个整数作为参数。
- 在第六行,我们定义了函数
int domath(int (*mathop)(int, int), int x, int y)
。它第一个参数int (*mathop)(int, int)
是一个函数指针,指向返回一个整数并接受两个整数作为参数的函数。这就是我们之前见过的语法,没有任何不同。它的后两个整数参数则作为简单的输入。因此,这是一个接受一个函数指针和两个整数作为参数的函数。 - 19到21行,domath函数将自己的后两个整数参数传递给函数指针并调用它。当然,也可以像这么调用。
mathop(x, y);
- 27到31行出现了我们没见过的代码。我们用函数名作为参数调用了domath函数。就像我之前说过的,函数名是函数的地址,而且能代替函数指针使用。
main函数调用了两次domath函数,一次用了add,一次用了subtract,并输出了这两次结果。
函数名和地址
既然有约在先,那我们就讨论一下函数名和地址作为结尾吧。一个函数名(或称标签),被转换成了一个指针本身。这表明在函数指针被要求当作输入的地方,就能够使用函数名。这也导致了一些看起来很糟糕的代码却能够正确的运行。瞧瞧下面这个例子。
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#include <stdio.h>
// 函数原型
void
add(
char
*name,
int
x,
int
y);
// 加法 x + y
void
add(
char
*name,
int
x,
int
y) {
printf
(
"%s gives: %d\n"
, name, x + y);
}
// main函数调用
int
main() {
// 一些糟糕的函数指针赋值
void
(*add1Ptr)(
char
*,
int
,
int
) = add;
void
(*add2Ptr)(
char
*,
int
,
int
) = *add;
void
(*add3Ptr)(
char
*,
int
,
int
) = &add;
void
(*add4Ptr)(
char
*,
int
,
int
) = **add;
void
(*add5Ptr)(
char
*,
int
,
int
) = ***add;
// 仍然能够正常运行
(*add1Ptr)(
"add1Ptr"
, 10, 2);
(*add2Ptr)(
"add2Ptr"
, 10, 2);
(*add3Ptr)(
"add3Ptr"
, 10, 2);
(*add4Ptr)(
"add4Ptr"
, 10, 2);
(*add5Ptr)(
"add5Ptr"
, 10, 2);
// 当然,这也能运行
add1Ptr(
"add1PtrFunc"
, 10, 2);
add2Ptr(
"add2PtrFunc"
, 10, 2);
add3Ptr(
"add3PtrFunc"
, 10, 2);
add4Ptr(
"add4PtrFunc"
, 10, 2);
add5Ptr(
"add5PtrFunc"
, 10, 2);
}
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这是一个简单的例子。运行这段代码,你会看到每个函数指针都会执行,只是会收到一些关于字符转换的警告。但是,这些函数指针都能正常工作。
- 在第15行,add作为函数名,返回这个函数的地址,它被隐式的转换为一个函数指针。我之前提到过,在函数指针被要求当作输入的地方,就能够使用函数名。
- 在第16行,解引用符作用于add之前,即
*add
,在返回在这个地址的函数。之后跟函数名一样,它被隐式的转换为一个函数指针。 - 在第17行,取地址符作用于add之前,即
&add
,返回这个函数的地址,之后又得到一个函数指针。 - 18到19行,add不断地解引用自身,不断返回函数名,并被转换为函数指针。到最后,它们的结果都和函数名没有区别。
显然,这段代码不是优秀的实例代码。我们从中收获到了如下知识:其一,函数名会被隐式的转换为函数指针,就像作为参数传递的时候,数组名被隐式的转换为指针一样。在函数指针被要求当作输入的任何地方,都能够使用函数名。其二,解引用符*
和取地址符&
用在函数名之前基本上都是多余的。
总结
我希望本文帮助你们认清了函数指针以及它的用途。只要你掌握了函数指针,它就是C语言中一个强大的工具。我也许会在以后的文章中讲述更多函数指针的细节用法,包括回调和C语言中基本的面向对象等等。
更新1
我删掉了关于描述(*sayHelloPrt)(void)
跟(*sayHelloPrt)()
相同的那一部分,那其实是错误的。在评论区中,Dave G给出了一个关于这个问题很好的解释。
本文转自夏雪冬日博客园博客,原文链接:http://www.cnblogs.com/heyonggang/p/3241325.html,如需转载请自行联系原作者