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c语言入门24,函数指针和指针函数

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在第22节,我们弄清了数组指针指针数组的区别和联系,现在趁热打铁,一起来看看函数指针指针函数

初学者看到这里,可能会觉得 C 语言是一门喜欢咬文嚼字的编程语言,其实弄懂了,你自然也会这么称呼它们的。

函数指针

回想一下 22 节,我们只要把“数组”像“int”一样看作是一种数据类型,数组指针和指针数组就具有很明显的区别了。int 指针是指向 int 型数据,那数组指针就指向数组的指针。int 数组是一个存放 int 数据的数组,那指针数组就是存放指针的数组。在 C 语言中,函数也是一种类型,那
函数指针就是指向函数的指针。

函数指针怎么定义呢?请看下面这个例子:

#include <stdio.h>
void hello(char* name)
{
    printf("hello, %s\n", name);
}
int main()
{
    void (*f)(char *) = hello;
    f("Jim");
    return 0;
}


分析定义函数指针的表达式 void (* f )(char * ) 和分析数组指针的定义方式是相似的,() 的优先级高,所以 f 先和 * 结合,因此 f 首先是一个指针,什么类型呢?* f 外面是一个函数原型的格式,参数是 char* ,返回值是 void,所以 f 是一个函数类型的指针。而 hello 函数恰好参数是 char* 类型,返回值是 void 类型,因此可以让 f 指向 hello。也可以写成:

void (*f)(char *) =&hello;

可以通过函数指针调用它指向的函数,例如上面的 f(“Jim”),也可以以 (* f)(“Jim”) 的形式调用它指向的函数。应该注意到了,单独写 f 的时候,它是一个函数指针,并没有函数调用。想调用函数,需要加上“()”符号。

可以把 “()”理解为函数调用的运算符,它的左侧要求是函数指针。

初学者看到这里,可能有些疑问,例如为什么初始化 f 时,既可以把 hello 直接赋值给 f,也可以把 &hello 赋值给 f?再例如,为什么通过 f 调用函数时,既可以直接 f(“Jim”),也可以 (* f)(“Jim”)?其实做个试验就明白了,我们把 &hello,hello,* hello 地址打印出来,请看:

printf("&hello: %p\n", &hello);
printf(" hello: %p\n", hello);
printf("*hello: %p\n", *hello);

编译执行,会发现其实这三者是相等的,所以上面介绍的那些使用方式虽然略有不同,程序也可以正常工作。

不过,使用函数指针时,有些程序员更习惯下面这么用,这样一眼就能看出使用的是函数指针,当然,究竟使用哪种主要取决于个人习惯。

  • 把 hello 当作函数指针时,使用 &hello。
  • f 是指向函数的指针,通过 f 调用函数时,使用 (* f)(…)。

好了,现在知道怎么使用函数指针了,只是,函数指针的定义方式有些繁琐,如果我想定义多个同样类型的函数,要写好多重复代码,这不是“不优雅”吗?的确,应该尽量避免重复代码,好在 C 语言有 typedef 关键字。

typedef         unsigned char         uchar;
uchar i = 0;

typedef 关键字使得我们可以用其他符号代替较繁琐的数据类型,例如上例代码,我们使用 uchar 符号代替了 “unsigned char”类型,以后想定义 unsigned char 类型的变量,直接用 uchar 就可以了,在上例中,我们用 uchar 定义了一个 unsigned char 类型的变量 i。函数指针的定义方式也可以用 typedef 关键词简化:

typedef   void (*FUN)(char *);
FUN f = &hello;
(*f)("Jim");

我们使用 FUN 符号代替了函数指针类型,这种函数的参数类型为 char* ,返回值为 void。以后遇到这种类型的函数,直接使用 FUN 符号就可以定义出对应的函数指针。

指针函数

似乎又是一个比较陌生的词,不过我们对 int 函数还是挺熟悉的,int 函数是返回 int 数据的函数,那指针函数就是返回指针的函数。就这么简单?是的,就这么简单。下面给出一个指针函数的使用实例,请看:

#include <stdio.h>
char *str1 = "hello, i am Jim\n";
char *str2 = "hello, i am Tom\n";
char *get_str()
{
    static char i = 0;
    if((i ++)%2)
        return str1;
    else
        return str2;
}
int main()
{
    printf("%s", get_str());
    printf("%s", get_str());
    return 0;
}

get_str 函数返回值是 char 指针类型的,所以 get_str 是一个指针函数。它的调用方式和 int 等其他类型函数的调用一样,指针函数实在没什么特别的。

总结

指针函数是一个函数,它的返回值是指针类型。函数指针是一个指针,它指向函数,通过函数指针可以调用它指向的函数,通过函数指针,我们可以让 C 语言仿 C++ 实现“类”的封装,接下来会介绍。

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