深入解析C語言中函數(shù)指針的定義與使用
1.函數(shù)指針的定義
函數(shù)是由執(zhí)行語句組成的指令序列或者代碼,這些代碼的有序集合根據(jù)其大小被分配到一定的內(nèi)存空間中,這一片內(nèi)存空間的起始地址就成為函數(shù)的地址,不同的函數(shù)有不同的函數(shù)地址,編譯器通過函數(shù)名來索引函數(shù)的入口地址,為了方便操作類型屬性相同的函數(shù),c/c++引入了函數(shù)指針,函數(shù)指針就是指向代碼入口地址的指針,是指向函數(shù)的指針變量。 因而“函數(shù)指針”本身首先應該是指針變量,只不過該指針變量指向函數(shù)。這正如用指針變量可指向整形變量、字符型、數(shù)組一樣,這里是指向函數(shù)。C在編譯時,每一個函數(shù)都有一個入口地址,該入口地址就是函數(shù)指針所指向的地址。有了指向函數(shù)的指針變量后,可用該指針變量調(diào)用函數(shù),就如同用指針變量可引用其他類型變量一樣,在這些概念上是一致的。函數(shù)指針有兩個用途:調(diào)用函數(shù)和做函數(shù)的參數(shù)。
函數(shù)指針的聲明方法為:
數(shù)據(jù)類型標志符 (指針變量名) (形參列表);
“函數(shù)類型”說明函數(shù)的返回類型,由于“()”的優(yōu)先級高于“*”,所以指針變量名外的括號必不可少,后面的“形參列表”表示指針變量指向的函數(shù)所帶的參數(shù)列表。例如:
int function(int x,int y); /* 聲明一個函數(shù) */ int (*f) (int x,int y); /* 聲明一個函數(shù)指針 */ f=function; /* 將function函數(shù)的首地址賦給指針f */
賦值時函數(shù)function不帶括號,也不帶參數(shù),由于function代表函數(shù)的首地址,因此經(jīng)過賦值以后,指針f就指向函數(shù)function(int x,int y);的代碼的首地址。
2.函數(shù)指針使用的例子
知道了如何定義一個函數(shù)指針,但如何來使用它呢?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; }
我們使用指針的時候,需要通過鑰匙(“*”)來取其指向的內(nèi)存里面的值,函數(shù)指針使用也如此。通過用(*pf)取出存在這個地址上的函數(shù),然后調(diào)用它。
這里需要注意到是,在Visual C++6.0里,給函數(shù)指針賦值時,可以用&fun或直接用函數(shù)名fun。這是因為函數(shù)名被編譯之后其實就是一個地址,所以這里兩種用法沒有本質(zhì)的差別。這個例子很簡單,就不再詳細討論了。
3.*(int*)&p ----這是什么?
也許上面的例子過于簡單,我們看看下面的例子:
void Function() { printf("Call Function!\n"); }<br> int main() { void (*p)(); *(int*)&p=(int)Function; (*p)(); return 0; }
這是在干什么?*(int*)&p=(int)Function;表示什么意思?
別急,先看這行代碼:
void (*p)();
這行代碼定義了一個指針變量p,p指向一個函數(shù),這個函數(shù)的參數(shù)和返回值都是void。
&p是求指針變量p本身的地址,這是一個32位的二進制常數(shù)(32位系統(tǒng))。
(int*)&p表示將地址強制轉(zhuǎn)換成指向int類型數(shù)據(jù)的指針。
(int)Function表示將函數(shù)的入口地址強制轉(zhuǎn)換成int類型的數(shù)據(jù)。
分析到這里,相信你已經(jīng)明白*(int*)&p=(int)Function;表示將函數(shù)的入口地址賦值給指針變量p。
那么(*p) ();就是表示對函數(shù)的調(diào)用。
講解到這里,相信你已經(jīng)明白了。其實函數(shù)指針與普通指針沒什么差別,只是指向的內(nèi)容不同而已。
使用函數(shù)指針的好處在于,可以將實現(xiàn)同一功能的多個模塊統(tǒng)一起來標識,這樣一來更容易后期的維護,系統(tǒng)結構更加清晰。或者歸納為:便于分層設計、利于系統(tǒng)抽象、降低耦合度以及使接口與實現(xiàn)分開。
4.(*(void(*) ())0)()------這是什么?
是不是感覺上面的例子太簡單,不夠刺激?好,那就來點刺激的,看下面這個例子:
(*(void(*) ())0)();
這是《C Traps and Pitfalls》這本經(jīng)典的書中的一個例子。沒有發(fā)狂吧?下面我們就來分析分析:
第一步:void(*) (),可以明白這是一個函數(shù)指針類型。這個函數(shù)沒有參數(shù),沒有返回值。
第二步:(void(*) ())0,這是將0強制轉(zhuǎn)換為函數(shù)指針類型,0是一個地址,也就是說一個函數(shù)存在首地址為0的一段區(qū)域內(nèi)。
第三步:(*(void(*) ())0),這是取0地址開始的一段內(nèi)存里面的內(nèi)容,其內(nèi)容就是保存在首地址為0的一段區(qū)域內(nèi)的函數(shù)。
第四步:(*(void(*) ())0)(),這是函數(shù)調(diào)用。
好像還是很簡單是吧,上面的例子再改寫改寫:
(*(char**(*) (char **,char **))0) ( char **,char **);
如果沒有上面的分析,肯怕不容易把這個表達式看明白吧。不過現(xiàn)在應該是很簡單的一件事了。讀者以為呢?
5.函數(shù)指針數(shù)組
現(xiàn)在我們清楚表達式
char * (*pf)(char * p);
定義的是一個函數(shù)指針pf。既然pf是一個指針,那就可以儲存在一個數(shù)組里。把上式修改一下:
char * (*pf[3])(char * p);
這是定義一個函數(shù)指針數(shù)組。
它是一個數(shù)組,數(shù)組名為pf,數(shù)組內(nèi)存儲了3個指向函數(shù)的指針。這些指針指向一些返回值類型為指向字符的指針、參數(shù)為一個指向字符的指針的函數(shù)。
這念起來似乎有點拗口。不過不要緊,關鍵是你明白這是一個指針數(shù)組,是數(shù)組。函數(shù)指針數(shù)組怎么使用呢?這里也給出一個非常簡單的例子,只要真正掌握了使用方法,再復雜的問題都可以應對。
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; //可以直接用函數(shù)名 pf[1] = &fun2; //可以用函數(shù)名加上取地址符 pf[2] = &fun3;<br> pf[0]("fun1"); pf[0]("fun2"); pf[0]("fun3"); return 0; }
6.函數(shù)指針數(shù)組的指針
看著這個標題沒發(fā)狂吧?函數(shù)指針就夠一般初學者折騰了,函數(shù)指針數(shù)組就更加麻煩,現(xiàn)在的函數(shù)指針數(shù)組指針就更難理解了。
其實,沒這么復雜。前面詳細討論過數(shù)組指針的問題,這里的函數(shù)指針數(shù)組指針不就是一個指針嘛。只不過這個指針指向一個數(shù)組,這個數(shù)組里面存的都是指向函數(shù)的指針。僅此而已。
下面就定義一個簡單的函數(shù)指針數(shù)組指針:
char * (*(*pf)[3])(char * p);
注意,這里的pf和上一節(jié)的pf就完全是兩碼事了。上一節(jié)的pf并非指針,而是一個數(shù)組名;這里的pf確實是實實在在的指針。這個指針指向一個包含了3個元素的數(shù)組;這個數(shù)字里面存的是指向函數(shù)的指針;這些指針指向一些返回值類型為指向字符的指針、參數(shù)為一個指向字符的指針的函數(shù)。
這比上一節(jié)的函數(shù)指針數(shù)組更拗口。其實你不用管這么多,明白這是一個指針就ok了。其用法與前面講的數(shù)組指針沒有差別。下面列一個簡單的例子:
#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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