C語言函數指針知識點總結

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函數指針和一個簡單的函數

我們從一個非常簡單的”Hello World“函數入手，來見識一下怎樣創建一個函數指針。

我們定義了一個名為sayHello的函數，它沒有返回值也不接受任何參數。當我們在main函數中調用它的時候，它向屏幕輸出出”hello world“。非常簡單。接下來，我們改寫一下main函數，之前直接調用的sayHello函數，現在改用函數指針來調用它。

第二行void (*sayHelloPtr)()的語法看起來有些奇怪，我們來一步一步分析。

1. 這里，關鍵字void的作用是說我們創建了一個函數指針，并讓它指向了一個返回void（也就是沒有返回值）的函數。

2. 就像其他任何指針都必須有一個名稱一樣，這里sayHelloPtr被當作這個函數指針的名稱。

3. 我們用*符號來表示這是一個指針，這跟聲明一個指向整數或者字符的指針沒有任何區別。

4. *sayHelloPtr兩端的括號是必須的，否則，上述聲明變成void
*sayHelloPtr()，*會優先跟void結合，變成了一個返回指向void的指針的普通函數的聲明。因此，函數指針聲明的時候不要忘記加上括號，這非常關鍵。

5. 參數列表緊跟在指針名之后，這個例子中由于沒有參數，所以是一對空括號()。

6. 將上述要點結合起來，void (*syaHelloPtr)()的意義就非常清楚了，這是一個函數指針，它指向一個不接收參數且沒有返回值的函數。

在上面的第二行代碼，即void (*sayHelloPtr)() = sayHello;，我們將sayHello這個函數名賦給了我們新建的函數指針。關于函數名的更多細節我們會在下文中討論，現在暫時可以將其看作一個標簽，它代表函數的地址，并且可以賦值給函數指針。這就跟語句int
*x = &myint;中我們把myint的地址賦給一個指向整數的指針一樣。只是當我們考慮函數的時候，我們不需要加上一個取地址符&。簡而言之，函數名就是它的地址。接著看第三行，我們用代碼’(*sayHelloPtr)();·‘解引用并調用了函數指針。

1. 在第二行被聲明之后，sayHelloPtr作為函數指針的名稱，跟其他任何指針沒有差別，能夠儲值和賦值。

2. 我們對sayHelloPtr解引用的方式也與其他任何指針一樣，即在指針之前使用解引用符*，也就是代碼中的*sayHelloPtr。

3. 同樣的，我們需要在其兩端加上括號，即(*sayHelloPtr)，否則它就不被當做一個函數指針。因此，記得聲明和解引用的時候都要在兩端加上括號。

4. 括號操作符用于C語言中的函數調用，如果有參數參與，就將其放入括號中。這對于函數指針也是相似的，即代碼中的(*sayHelloPtr)()。

5. 這個函數沒有返回值，也就沒有必要將它賦值給任何變量。單獨來說，這個調用跟sayHello()沒什么兩樣。

接下來，我們再對函數稍加修改。你會看到函數指針奇怪的語法，以及用調用普通函數的方法來調用賦值后函數指針的現象。

跟之前一樣，我們將sayHello函數賦給函數指針。但是這一次，我們用調用普通函數的方法調用了它。稍后討論函數名的時候我會解釋這一現象，現在只需要知道(*syaHelloPtr)()和syaHelloPtr()是相同的即可。

簡單來說，函數指針，就是指向函數的指針；其核心是函數地址和函數原型

上面的main函數如下來寫，更能體現函數指針的本質

void (*)() 是函數原型
((void (*)())ptr) 是將ptr轉換為 上面的原型
(*(void (*)())ptr)()是以指定原型進行函數調用

理解上面這3步，函數指針就是：
（1)用一個指針記住函數地址，以便于后續使用
（2)需要使用時，用指定函數原型進行轉換和調用。

實際應用中，都是簡化為直接聲明為指定好函數原型的指針（所以叫函數指針），這樣調用時就不需要函數原型轉換了。

帶參數的函數指針

好了，這一次我們來創建一個新的函數指針吧。它指向的函數仍然不返回任何值，但有了參數。

跟之前一樣，代碼包括函數原型，函數實現和在main函數中通過函數指針執行的語句。原型和實現中的特征標變了，之前的sayHello函數不接受任何參數，而這次的函數subtractAndPrint接受兩個int作為參數。它將兩個參數做一次減法，然后輸出到屏幕上。

1. 在第14行，我們通過’(*sapPtr)(int, int)’創建了sapPtr這個函數指針，與之前的區別僅僅是用(int, int)代替了原來的空括號。而這與新函數的特征標相符。

2. 在第15行，解引用和執行函數的方式與之前完全相同，只是在括號中加入了兩個參數，變成了(10, 2)。

3. 在第16行，我們用調用普通函數的方法調用了函數指針。

帶參數且有返回值的函數指針

這一次，我們把subtractAndPrint函數改成一個名為subtract的函數，讓它把原本輸出到屏幕上的結果作為返回值。

這與subtractAndPrint函數非常相似，只是subtract函數返回了一個整數而已，特征標也理所當然的不一樣了。

1. 在第13行，我們通過int (*subtractPtr)(int, int)創建了subtractPtr這個函數指針。與上一個例子的區別只是把void換成了int來表示返回值。而這與subtract函數的特征標相符。

2. 在在第15行，解引用和執行這個函數指針，除了將返回值賦值給了y以外，與調用subtractAndPrint沒有任何區別。

3. 在第16行，我們向屏幕輸出了返回值。

4. 18到19行，我們用調用普通函數的方法調用了函數指針，并且輸出了結果。

這跟之前沒什么兩樣，我們只是加上了返回值而已。接下來我們看看另一個稍微復雜點兒的例子——把函數指針作為參數傳遞給另一個函數。

把函數指針作為參數來傳遞

我們已經了解過了函數指針聲明和執行的各種情況，不論它是否帶參數，或者是否有返回值。接下來我們利用一個函數指針來根據不同的輸入執行不同的函數。

我們來一步一步分析。

1. 我們有兩個特征標相同的函數，add和subtract，它們都返回一個整數并接受兩個整數作為參數。

2. 在第六行，我們定義了函數int domath(int (*mathop)(int, int), int x, int y)。它第一個參數int
(*mathop)(int, int)是一個函數指針，指向返回一個整數并接受兩個整數作為參數的函數。這就是我們之前見過的語法，沒有任何不同。它的后兩個整數參數則作為簡單的輸入。因此，這是一個接受一個函數指針和兩個整數作為參數的函數。

3. 19到21行，domath函數將自己的后兩個整數參數傳遞給函數指針并調用它。當然，也可以像這么調用。mathop(x, y);

4. 27到31行出現了我們沒見過的代碼。我們用函數名作為參數調用了domath函數。就像我之前說過的，函數名是函數的地址，而且能代替函數指針使用。

main函數調用了兩次domath函數，一次用了add，一次用了subtract，并輸出了這兩次結果。

函數名和地址

既然有約在先，那我們就討論一下函數名和地址作為結尾吧。一個函數名（或稱標簽），被轉換成了一個指針本身。這表明在函數指針被要求當作輸入的地方，就能夠使用函數名。這也導致了一些看起來很糟糕的代碼卻能夠正確的運行。瞧瞧下面這個例子。

這是一個簡單的例子。運行這段代碼，你會看到每個函數指針都會執行，只是會收到一些關于字符轉換的警告。但是，這些函數指針都能正常工作。

1. 在第15行，add作為函數名，返回這個函數的地址，它被隱式的轉換為一個函數指針。我之前提到過，在函數指針被要求當作輸入的地方，就能夠使用函數名。

2. 在第16行，解引用符作用于add之前，即*add，在返回在這個地址的函數。之后跟函數名一樣，它被隱式的轉換為一個函數指針。

3. 在第17行，取地址符作用于add之前，即&add，返回這個函數的地址，之后又得到一個函數指針。

4. 18到19行，add不斷地解引用自身，不斷返回函數名，并被轉換為函數指針。到最后，它們的結果都和函數名沒有區別。

顯然，這段代碼不是優秀的實例代碼。我們從中收獲到了如下知識：其一，函數名會被隱式的轉換為函數指針，就像作為參數傳遞的時候，數組名被隱式的轉換為指針一樣。在函數指針被要求當作輸入的任何地方，都能夠使用函數名。其二，解引用符*和取地址符&用在函數名之前基本上都是多余的。

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