C语言学习笔记---指向函数的指针

在内存中函数的存放也是一段连续的内存，函数名就是指向改内存中的首地址，所以也可以将这个函数的首地址赋给一个指针变量，这样通过指针变量就可以访问改函数。
那么为什么要通过指针来访问函数呢？下面通过一个简单的例子来演示一下。


int (*fun)(int m,int n);int Add(int x,int y)
{return x + y;
}
int Sub(int x,int y)
{return x - y;
}
int Mul(int x,int y)
{return x * y;
}
int Div(int x,int y)
{return x / y;
}int main()
{int ret = 0;int i = 0;for(i=0; i<4; i++){switch(i){case 0:fun = Add;break;case 1:fun = Sub;break;case 2:fun = Mul;break;case 3:fun = Div;break;}ret = fun(10,5);printf("%d\r\n",ret);}system("pause");return 0;
}

定义了加、减、乘、除四个函数，在for循环中依次将这四个函数传递给函数指针，分别计算两个整数的加、减、乘、除的结果。代码执行结果如下：

看到这里就会有个疑问？为什么非要用函数指针来实现呢？直接在switch语句中调用不同的函数不是依然能实现这个过程吗？对于这个例子来讲，是没有必要非要用指针啦传递函数。完全可以直接调用具体函数来实现。

上面的例子中由于所有函数的功能都是自己实现的，所以直接调用和通过指针调用没有多大的区别，但是在很多情况下，函数需要用户自己去实现，那么此时使用指针的优势就比较明显了。比如下面的例子：

int values[] = { 88, 56, 100, 2, 25 };int up (const void * a, const void * b)
{return ( *(int*)a - *(int*)b );
}int down (const void * a, const void * b)
{return ( *(int*)b - *(int*)a );
}int main()
{int n;puts("排序之前的列表：");for( n = 0 ; n < 5; n++ ){printf("%d ", values[n]);}puts("\n升序排列");qsort(values, 5, sizeof(int), up);puts("排序之后的列表：");for( n = 0 ; n < 5; n++ ){printf("%d ", values[n]);}puts("\n降序排列");qsort(values, 5, sizeof(int), down);puts("排序之后的列表：");for( n = 0 ; n < 5; n++ ){printf("%d ", values[n]);}system("pause");return 0;
}

这里使用了C库中的排序函数,函数原型如下：

void qsort(void *base, size_t nitems, size_t size, int (*compar)(const void *, const void*))
参数:base -- 指向要排序的数组的第一个元素的指针。nitems -- 由 base 指向的数组中元素的个数。size -- 数组中每个元素的大小，以字节为单位。compar -- 用来比较两个元素的函数。

这里最后一个比较函数就需要用户自己去实现，根据用户的提供的函数，排序函数就可以自动的去选择是升序排列还是降序排列。如果给qsort()函数里面传递的是up()函数，那么数组中的数据就会升序排列，如果传递的是down()函数，那么数组中的数据就降序排列。

在这个例子中qsort()函数是C库函数，这个函数的最后一个参数也是一个函数，这个函数必须由用户来提供。那么此时用指针来传递函数是最方便的，因为用指针传递函数的时候，函数名可以由用户自己定义。这样qsort()函数的通用性就会非常好了。如果要传递的函数名称和参数都必须是固定的话，在使用起来就有很大的局限性。

所以使用指向函数的指针来传递参数时，可以更好的封装函数，提高函数的通用性和易读性。

下面详细的说一下，如何将一个函数替换为指针。
首先看一个函数原型：

int Add(int x,int y)；

Add()函数类型是 “带int int类型参数，返回类型是int型的函数”，将它改写为指针pf指向该函数类型：

int (*pf)(int x,int y);

替换的方式为将函数名改为 （ * pf） ，其他部分保持不变。这样就将函数替换为指向指针的函数了，这里一定要加上小括号，如果不加小括号的话就会变成

int *pf(int x,int y);

由于小括号的优先级高，所以pf就会先和后面的小括号结合，变成 pf(int x,int y)，函数的返回类型就变成了 int * ，这样含义完全就变了，变成了函数pf()有两个参数，它的返回值为 int 指针类型。所以这里一定要加上小括号。

其中参数列表中可以会将变量省略，只写变量的类型。上面指向函数的指针可以简写为：

int (*pf)(int ,int );

由于函数名指向了内存中函数的起始地址，所以要将函数的地址可以直接使用下面的方法：

pf = Add；

将函数Add的首地址直接赋值给指针pf,这样通过指针pf就可以访问Add()函数了。
所以上面的函数 Add(x,y) 可以直接替换为（*pf）(x,y) ，相当于 Add == （*pf）。但是通过上面第一个例子可以发现，使用 pf（x,y）调用函数的时候也是可以正常使用的。虽然（*pf）(x,y) 和 pf（x,y）这两种调用方式看起来是矛盾的，但是C语言中对于函数指针来说这两种用法都可以，是一样的。

 fun = Add;ret = fun(10,5);printf("%d\r\n",ret);fun = Sub;ret = (*fun)(10,5);printf("%d\r\n",ret);

通过这两种方式分别调用函数，输出结果如下：

如果要更复杂一点，可以声明一个指针数组，依次存储这4个函数。

typedef int (*fp)(int int);
fp fun[4] = {Add,Sub,Mul,Div};

通过一个函数指针数组可以更方便的调用各个函数。

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