C语言函数指针的用法

函数指针是一种在C、C++、D语言、其他类 C 语言和Fortran 2003中的指针。函数指针可以像一般函数一样，用于调用函数、传递参数。在如 C 这样的语言中，通过提供一个简单的选取、执行函数的方法，函数指针可以简化代码。

函数指针只能指向具有特定特征的函数。因而所有被同一指针运用的函数必须具有相同的参数和返回类型。

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下面的代码说明了一种初始化函数指针的方法：

int f(int);
int (*fp)(int) = &f;

//使用三种方式调用函数
int ans;
ans = f(25);
ans = (*pf)(25);
ans = pf(25);

以下为函数指针在C中的简单运用：

#include <stdio.h>

int max(int x, int y)
{
    return x > y ? x : y;
}
 
int main(void)
{
    /* p 是函数指针 */
    int (* p)(int, int) = & max; // &可以省略
    int a, b, c, d;
 
    printf("please input 3 numbers:");
    scanf("%d %d %d", & a, & b, & c);
 
    /* 与直接调用函数等价，d = max(max(a, b), c) */
    d = (* p)(( *p)(a, b), c); 
 
    printf("the maxumum number is: %d\n", d);
    return 0;
}

下面介绍函数指针最常见的两个用途：作为参数传递给另一个函数（回调函数）、转换表

1、回调函数：

下面有一个简单的函数，用来在单链表中查找一个给定的值

Node* search_list(Node* node, int const value)
{
    while(node != NULL) {
        if(node->value == value)
            break;
        node = node->next;
    }
    return node;
}

一种更加通用的方法就是使该函数能用任何类型值的链表，必须修改函数，使它与类型无关。解决的方案就是使用函数指针。

#include <stdio.h>
#include "node.h"

Node *search_list( Node *node, void const *value,
    int (*compare)( void const *, void const * ) )
{
    while( node != NULL ){
        if( compare( &node->value, value ) == 0 )
            break;
        node = node->next;
    }
    return node;
}

在特定的链表中进行比较的时候，用户需要编写适当的比较函数，并把指向该函数的指针和指向需要查找的值的指针传递给查找函数，下面是一个整型链表中查找的比较函数：

int compare_ints(void const *a, void const *b)
{
    if( *(int *)a == *(int *)b)
        return 0;
    else
        return 1;
}

//这个函数将像下面这样调用
desired_node = search_list(root, &desired_value, compare_ints);

如果你希望在一个字符串链表中进行查找，下面的代码可以完成任务：

#include<string.h>
...
desired_node = search_list(root, "desired_value", strcmp);

再看一个完整的例子：

#include<stdio.h>
struct object
{
    int data;
};
 
int object_compare(struct object * a,struct object * z)
{
    return a->data < z->data ? 1 : 0;
}
 
struct object *maximum(struct object * begin,struct object * end,int (* compare)(struct object *, struct object *))
{
    struct object * result = begin;
    while(begin != end)
    {
        if(compare(result, begin))
        {
            result = begin;
        }
        ++ begin;
    }
    return result;
}
 
int main(void)
{
    struct object data[8] = {{0}, {1}, {2}, {3}, {4}, {5}, {6}, {7}};
    struct object * max;
    max = maximum(data + 0, data + 8, & object_compare);
    printf("max: %d\n", (*max).data);
    return 0;
}

2、转移表

 下面的程序是一个简化的根据运算符转到相应运算的例子：

#include<stdio.h>

double _add(double, double);
double _sub(double, double);
double _mul(double, double);
double _div(double, double);

double _add(double a, double b)
{
    return a + b;
}

double _sub(double a, double b)
{
    return a - b;
}

double _mul(double a, double b)
{
    return a * b;
}

double _div(double a, double b)
{
    return a / b;
}

int main(void)
{
    int n;
    enum Operation{ADD, SUB, MUL, DIV}op;
    double a, b, ans;
    a = 0.232332;
    b = 0.234398;
    printf("请输入一个整数(0-3): ");
    scanf("%d", &n);
    op = (enum Operation)n;
    switch(op) {
    case ADD:
        ans = _add(a, b);
        break;
    case SUB:
        ans = _sub(a, b);
        break;
    case MUL:
        ans = _mul(a, b);
        break;
    case DIV:
        ans = _div(a, b);
        break;
    default:
        break;
    }
    printf("%lf\n", ans);
    return 0;
}

使用可以使用转换表来实现相同的任务，转换表就是一个函数指针数组，代码如下：

#include<stdio.h>

double _add(double, double);
double _sub(double, double);
double _mul(double, double);
double _div(double, double);

double _add(double a, double b)
{
    return a + b;
}

double _sub(double a, double b)
{
    return a - b;
}

double _mul(double a, double b)
{
    return a * b;
}

double _div(double a, double b)
{
    return a / b;
}

int main(void)
{
    int n;
    double a, b, ans;
    a = 0.232332;
    b = 0.234398;
    printf("请输入一个整数(0-3): ");
    scanf("%d", &n);

    double (*oper_func[])(double, double) = {
        _add, _sub, _mul, _div
    };

    ans = oper_func[n](a, b);
    printf("%lf\n", ans);
    return 0;
}