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：

　　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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