深入解析C语言中函数指针的定义与使用

 更新时间:2016年04月20日 15:01:09   作者:慧可  
这篇文章主要介绍了C语言中函数指针的定义与使用,是C语言入门学习中的基础知识,需要的朋友可以参考下

1.函数指针的定义  
  函数是由执行语句组成的指令序列或者代码,这些代码的有序集合根据其大小被分配到一定的内存空间中,这一片内存空间的起始地址就成为函数的地址,不同的函数有不同的函数地址,编译器通过函数名来索引函数的入口地址,为了方便操作类型属性相同的函数,c/c++引入了函数指针,函数指针就是指向代码入口地址的指针,是指向函数的指针变量。 因而“函数指针”本身首先应该是指针变量,只不过该指针变量指向函数。这正如用指针变量可指向整形变量、字符型、数组一样,这里是指向函数。C在编译时,每一个函数都有一个入口地址,该入口地址就是函数指针所指向的地址。有了指向函数的指针变量后,可用该指针变量调用函数,就如同用指针变量可引用其他类型变量一样,在这些概念上是一致的。函数指针有两个用途:调用函数和做函数的参数。

函数指针的声明方法为:

数据类型标志符 (指针变量名) (形参列表);

“函数类型”说明函数的返回类型,由于“()”的优先级高于“*”,所以指针变量名外的括号必不可少,后面的“形参列表”表示指针变量指向的函数所带的参数列表。例如:

  int function(int x,int y); /* 声明一个函数 */

  int (*f) (int x,int y); /* 声明一个函数指针 */

  f=function; /* 将function函数的首地址赋给指针f */

  赋值时函数function不带括号,也不带参数,由于function代表函数的首地址,因此经过赋值以后,指针f就指向函数function(int x,int y);的代码的首地址。

2.函数指针使用的例子 
知道了如何定义一个函数指针,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;
}

  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。

  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。

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;
} 

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)();

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。

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)();

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。

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 **);

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);

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);

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;
} 

 

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:

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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