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指针进阶第五站🚏：函数指针

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1函数指针

函数也有自己的地址，函数名/&函数名 就是函数的地址

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1.1基本形式

在数组指针的学习中我们了解到

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int arr[5];
int (*pa)[5] = &arr;//pa是数组指针
  • 指针变量pa的类型是int(*)[5]

那么函数指针的形式是怎样的呢？

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void test(char* str)
{}

int main()
{
	void (*pt)(char*) = test;
    //pt是一个函数指针
	return 0;
}
  • pt的类型是void (*)(char*)

下面哪个代码有能力存放函数的地址呢？

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void (*pfun1)();
void *pfun2();

答：pfun1可以存放

  • pfun1先和*结合，说明pfun1是指针，指针指向的是一个函数，指向的函数无 参数，返回值类型为void

  • pfun2先和()结合，判断为一个返回值为int*类型的函数

那么，如何书写一个函数指针呢？

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int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}

以Add函数为例，它有两个int类型的形参，返回类型是int

所对应的函数指针就是int(*)(int,int)类型

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int (*pf)(int, int) = Add;

依据以下几步就能正确写出函数指针

  • 确定函数的返回类型

  • 确定函数的参数类型和个数

  • 把函数参数类型里的变量名去掉，放入括号里

    (int x,int y)去掉x、y，即(int,int)

  • 在前面加上函数的返回类型

  • 最后加上(*)，以及函数指针变量名

需要注意的是，(*pf)的括号不能省略，否则编译器会报错

去掉括号之后就相当于函数声明，无法赋值

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1.2用函数指针来调用函数

如下图所示，当我们定义了一个函数指针后

就可以通过指针来访问原函数

这时候(*pf)其实就相当于my_test

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我们可以通过函数指针来调用上面提到过的Add函数

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int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}

int main()
{
	int (* pf)(int, int) = Add;
	int sum = (*pf)(2,3);
	int sum1 = pf(2, 3);

	int sum2 = Add(2, 3);
	printf("%d\n", sum);
	printf("%d\n", sum1);
	printf("%d\n", sum2);

	return 0;
}

可以看到，sum和sum1两种形式都正确调用了该函数

因为我们已经把Add的地址转给了pf指针，函数名Add和指针pf实际上是等价的

所以在使用函数指针的时候，可以不带*使用。但是带*的时候一定要加括号！

1.3两个奇葩的代码

奇葩代码1

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(*(void (*)())0)();

这里的0仅为示例，我们在正常使用的时候并不能访问0的地址

看到这个代码的时候，是不是有点懵？

别急，让我们来慢慢分析一波！

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奇葩代码2

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void (*signal(int , void(*)(int)))(int);

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说人话就是，signal函数内传入了一个void(*)(int)的函数指针，返回值也是一个void(*)(int)的函数指针！

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void fun(int num)
{
	printf("fun-->%d\n", num);
}
void ( *signal( int, void(*)(int) ) )(int);

int main()
{
	void(*pf)(int);//定义一个函数指针
	pf = signal(100, fun);
    //为signal函数传参，并用pf指针接收
	return 0;
}

“这个代码2是真的奇葩，就没有什么办法把他变成人话吗？(简化一下)”

当然有！那就是用typedef函数来给void(*)(int)指针起一个新名字！

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typedef void(*pf_t)(int);
//把void(*)(int)命名为pf_t
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void(*p)(int);//p是函数指针变量的名字
typedef void(*pf_t)(int);//pf_t是一个新的类型名

这样我们的代码就能得到简化

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void ( *signal( int, void(*)(int) ) )(int);//源代码
//简化后
pf_t siganal(int,pf_t);

这样是不是就更容易分辨了？

2函数指针数组

2.1基本形式

既然函数指针也是一个指针类型，那我们就可以用指针数组来存放它

  • 前提：这些函数的参数类型、返回类型一致
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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;
}
//函数指针数组
int (*pfArr[4])(int, int) = {Add, Sub, Mul, Div};

相比于分开写多次函数调用

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//多次函数调用
int (*pf1)(int,int) = Add;
int (*pf2)(int, int) = Sub;
int (*pf3)(int, int) = Mul;
int (*pf4)(int, int) = Div;

函数指针数组可以让我们以使用数组的形式来访问每个函数

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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 (*pfArr[4])(int, int) = {Add, Sub, Mul, Div};//函数指针数组
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 4; i++)
	{
		//int ret = (*pfArr[i])(8, 4);
		int ret = pfArr[i](8, 4);

		printf("%d\n", ret);
	}
	return 0;
}

这样也简化了我们的代码

2.2计算器实现

2.2.1switch语句

  • 目的：实现一个计算器
  • 菜单：用数字来选择运算类型
  • 方法：以switch/case语句来实现函数调用
  • 结束：用do/while实现多组输入，以及结束程序
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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;
}


void menu()
{
	printf("**********************************\n");
	printf("*****  1. add     2. sub     *****\n");
	printf("*****  3. mul     4. div     *****\n");
	printf("*****  0. exit               *****\n");
	printf("**********************************\n");
}

int main()
{
	int input = 0;
	int x = 0;
	int y = 0;
	int ret = 0;
	do
	{
		menu();
		printf("请选择:>");
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		{
		case 1:
			printf("输入2个操作数:>");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = Add(x, y);
			printf("ret = %d\n", ret);
			break;
		case 2:
			printf("输入2个操作数:>");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = Sub(x, y);
			printf("ret = %d\n", ret);
			break;
		case 3:
			printf("输入2个操作数:>");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = Mul(x, y);
			printf("ret = %d\n", ret);
			break;
		case 4:
			printf("输入2个操作数:>");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = Div(x, y);
			printf("ret = %d\n", ret);
			break;
		case 0:
			printf("退出计算器\n");
			break;
		default:
			printf("选择错误\n");
			break;
		}
	} while (input);

	return 0;
}

这种方式需要写非常多的重复代码，而且代码长度很长😵

我们可以使用函数指针对它进行优化

2.2.2函数指针形式

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int main()
{
	int input = 0;
	int x = 0;
	int y = 0;
	int ret = 0;

	int (*pfArr[5])(int, int) = {0, Add, Sub, Mul, Div};
    //pfArr是一个函数指针的数组，也叫转移表
	do
	{
		menu();
		printf("请选择:>");
		scanf("%d", &input);
		if (input == 0)
		{
			printf("退出计算器\n");
			break;
		}
		else if (input >= 1 && input <= 4)
		{
			printf("输入2个操作数:>");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = pfArr[input](x, y);
			printf("ret = %d\n", ret);
		}
		else
		{
			printf("选择错误\n");
		}
	} while (input);

	return 0;
}

这样就避免了我们在每个case语句里都写上输入提示、scanf和不同的函数调用所导致的代码冗余了

运行试试吧！

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2.3指向函数指针数组的指针

函数指针数组是一个数组，数组可以用数组指针来存放地址

  • 指向函数指针数组的指针：是一个指针
  • 该指针指向一个数组，数组的每个元素都是一个函数指针
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int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}

int main()
{
	int (*pa)(int, int) = Add;//函数指针
	int (* pfA[4])(int, int);//函数指针的数组
	int (* (*ppfA)[4])(int, int) = &pfA;
    //ppfA 是一个指针，该指针指向了一个存放函数指针的数组

	return 0;
}

3.相关练习题

定义一个函数指针，指向的函数有两个int形参并且返回一个函数指针，返回的指针指向一个有一个int形参且返回int的函数？下面哪个是正确的？

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>A. int (*(*F)(int, int))(int)
>B. int (*F)(int, int)
>C. int (*(*F)(int, int))
>D. *(*F)(int, int)(int)

一步步分析题目的要求

  • 该函数指针指向的函数有两个int类型，即(int,int)，ABCD都有，无法排除

  • 仔细看看，D的类型没有写全，直接排除

  • 返回一个函数指针，该指针指向一个有一个int形参且返回int的函数

    B是一个函数指针，返回类型是int，错误

    C的返回值是int*类型，错误

  • A选项去掉函数指针F后，剩下int (*)(int)，符合题意

结语

函数指针的知识点是第一次接触到🧐

你学废了吗？😂

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