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还搞不懂 C 语言中的函数指针?看完你就明白了

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北游学Java
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发布于: 2020 年 11 月 28 日
还搞不懂C语言中的函数指针?看完你就明白了

1.函数指针的定义


  顾名思义,函数指针就是函数的指针。它是一个指针,指向一个函数。看例子:

A) char * (*fun1)(char * p1,char * p2);
B) char * *fun2(char * p1,char * p2);
C) char * fun3(char * p1,char * p2);
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看看上面三个表达式分别是什么意思?  


C)这很容易,fun3 是函数名,p1,p2 是参数,其类型为 char *型,函数的返回值为 char *类型。

B) 也很简单,与 C)表达式相比,唯一不同的就是函数的返回值类型为 char**,是个二级指针。

A) fun1 是函数名吗?回忆一下前面讲解数组指针时的情形。我们说数组指针这么定义或许更清晰:

int (*)[10] p;
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再看看 A)表达式与这里何其相似!明白了吧。这里 fun1 不是什么函数名,而是一个指针变量,它指向一个函数。这个函数有两个指针类型的参数,函数的返回值也是一个指针。同样,我们把这个表达式改写一下:

char * (*)(char * p1,char * p2) fun1;
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这样子是不是好看一些呢?只可惜编译器不这么想。^_^。

2.函数指针使用的例子


  上面我们定义了一个函数指针,但如何来使用它呢?先看如下例子:

#include <stdio.h>
#include <string.h>


char * fun(char * p1,char * p2)
{
  int i = 0;
  i = strcmp(p1,p2);


  if (0 == i)
  {
    return p1;
  }
  else
  {
    return p2;
  }
}


int main()
{
  char * (*pf)(char * p1,char * p2);
  pf = &fun;
  (*pf) ("aa","bb");
  return 0;
}
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  这里需要注意到是,在 Visual C++6.0 里,给函数指针赋值时,可以用 &fun 或直接用函数名 fun。这是因为函数名被编译之后其实就是一个地址,所以这里两种用法没有本质的差别。这个例子很简单,就不再详细讨论了。  我们使用指针的时候,需要通过钥匙(“*”)来取其指向的内存里面的值,函数指针使用也如此。通过用(*pf)取出存在这个地址上的函数,然后调用它。


如果觉得文字不是很好吸收的话,可以配合这个视频一起看哦>>让你不再害怕指针


3.*(int*)&p ----这是什么?


  也许上面的例子过于简单,我们看看下面的例子:

void Function()
{
  printf("Call Function!\n");
}<br>
int main()
{
  void (*p)();
  *(int*)&p=(int)Function;
  (*p)();
  return 0;
} 
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这是在干什么?*(int*)&p=(int)Function;表示什么意思?

别急,先看这行代码:

void (*p)();
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这行代码定义了一个指针变量 p,p 指向一个函数,这个函数的参数和返回值都是 void。

&p 是求指针变量 p 本身的地址,这是一个 32 位的二进制常数(32 位系统)。

(int*)&p 表示将地址强制转换成指向 int 类型数据的指针。

(int)Function 表示将函数的入口地址强制转换成 int 类型的数据。

分析到这里,相信你已经明白*(int*)&p=(int)Function;表示将函数的入口地址赋值给指针变量 p。

那么(*p) ();就是表示对函数的调用。


讲解到这里,相信你已经明白了。其实函数指针与普通指针没什么差别,只是指向的内容不同而已。

使用函数指针的好处在于,可以将实现同一功能的多个模块统一起来标识,这样一来更容易后期的维护,系统结构更加清晰。或者归纳为:便于分层设计、利于系统抽象、降低耦合度以及使接口与实现分开。


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4.(*(void(*) ())0)()------这是什么?


  是不是感觉上面的例子太简单,不够刺激?好,那就来点刺激的,看下面这个例子:

(*(void(*) ())0)();
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这是《C Traps and Pitfalls》这本经典的书中的一个例子。没有发狂吧?下面我们就来分析分析:

第一步:void(*) (),可以明白这是一个函数指针类型。这个函数没有参数,没有返回值。
第二步:(void(*) ())0,这是将0强制转换为函数指针类型,0是一个地址,也就是说一个函数存在首地址为0的一段区域内。
第三步:(*(void(*) ())0),这是取0地址开始的一段内存里面的内容,其内容就是保存在首地址为0的一段区域内的函数。
第四步:(*(void(*) ())0)(),这是函数调用。

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好像还是很简单是吧,上面的例子再改写改写:

(*(char**(*) (char **,char **))0) ( char **,char **);
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如果没有上面的分析,肯怕不容易把这个表达式看明白吧。不过现在应该是很简单的一件事了。读者以为呢?

5.函数指针数组


  现在我们清楚表达式

char * (*pf)(char * p);
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定义的是一个函数指针 pf。既然 pf 是一个指针,那就可以储存在一个数组里。把上式修改一下:

char * (*pf[3])(char * p);
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这是定义一个函数指针数组。

  它是一个数组,数组名为 pf,数组内存储了 3 个指向函数的指针。这些指针指向一些返回值类型为指向字符的指针、参数为一个指向字符的指针的函数。

  这念起来似乎有点拗口。不过不要紧,关键是你明白这是一个指针数组,是数组。函数指针数组怎么使用呢?这里也给出一个非常简单的例子,只要真正掌握了使用方法,再复杂的问题都可以应对。


如下:

#include <stdio.h>
#include <string.h>
<br>char * fun1(char * p)
{
  printf("%s\n",p);
  return p;
}
char * fun2(char * p)
{
  printf("%s\n",p);
  return p;
}
char * fun3(char * p)
{
  printf("%s\n",p);
  return p;
}
<br>int main()
{
  char * (*pf[3])(char * p);
  pf[0] = fun1; //可以直接用函数名
  pf[1] = &fun2; //可以用函数名加上取地址符
  pf[2] = &fun3;<br>
  pf[0]("fun1");
  pf[0]("fun2");
  pf[0]("fun3");
  return 0;
} 
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6.函数指针数组的指针


  看着这个标题没发狂吧?函数指针就够一般初学者折腾了,函数指针数组就更加麻烦,现在的函数指针数组指针就更难理解了。

其实,没这么复杂。前面详细讨论过数组指针的问题,这里的函数指针数组指针不就是一个指针嘛。只不过这个指针指向一个数组,这个数组里面存的都是指向函数的指针。仅此而已。


下面就定义一个简单的函数指针数组指针:

1

char * (*(*pf)[3])(char * p);


注意,这里的 pf 和上一节的 pf 就完全是两码事了。上一节的 pf 并非指针,而是一个数组名;这里的 pf 确实是实实在在的指针。这个指针指向一个包含了 3 个元素的数组;这个数字里面存的是指向函数的指针;这些指针指向一些返回值类型为指向字符的指针、参数为一个指向字符的指针的函数。

  这比上一节的函数指针数组更拗口。其实你不用管这么多,明白这是一个指针就 ok 了。其用法与前面讲的数组指针没有差别。下面列一个简单的例子:


#include <stdio.h>
#include <string.h>


char * fun1(char * p)
{
    printf("%s\n",p);
    return p;
}


char * fun2(char * p)
{
    printf("%s\n",p);
    return p;
}


char * fun3(char * p)
{
    printf("%s\n",p);
    return p;
}


int main()
{
    char * (*a[3])(char * p);
    char * (*(*pf)[3])(char * p);
    pf = &a;


    a[0] = fun1;
    a[1] = &fun2;
    a[2] = &fun3;


    pf[0][0]("fun1");
    pf[0][1]("fun2");
    pf[0][2]("fun3");
    return 0;
}
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本篇文章就到这里了,学习中有什么疑惑或者需要什么资料,可以来跟大家一起交流哦!

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2020 年 11 月 28 日 11:35
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