深入解析C语言中函数指针的定义与使用
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:
intfunction(intx,inty);/*声明一个函数*/ int(*f)(intx,inty);/*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(intx,inty);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) { inti=0; i=strcmp(p1,p2); if(0==i) { returnp1; } else { returnp2; } } intmain() { char*(*pf)(char*p1,char*p2); pf=&fun; (*pf)("aa","bb"); return0; }
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VisualC++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:
voidFunction() { printf("CallFunction!\n"); }<br> intmain() { void(*p)(); *(int*)&p=(int)Function; (*p)(); return0; }
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《CTrapsandPitfalls》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); returnp; } char*fun2(char*p) { printf("%s\n",p); returnp; } char*fun3(char*p) { printf("%s\n",p); returnp; } <br>intmain() { 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"); return0; }
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); returnp; } char*fun2(char*p) { printf("%s\n",p); returnp; } char*fun3(char*p) { printf("%s\n",p); returnp; } intmain() { 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"); return0; }