概述

指針函數(shù)和函數(shù)指針是C語(yǔ)言里兩個(gè)比較繞的概念。但是不僅面試題愛(ài)考，實(shí)際應(yīng)用中也比較廣泛濒旦。很多人因?yàn)楦悴磺暹@兩個(gè)概念，干脆就避而遠(yuǎn)之再登，我剛接觸C語(yǔ)言的時(shí)候?qū)@兩個(gè)概念也比較模糊尔邓，特別是當(dāng)指針函數(shù)、函數(shù)指針锉矢、函數(shù)指針變量梯嗽、函數(shù)指針數(shù)組放在一塊的時(shí)候，能把強(qiáng)迫癥的人活活逼瘋沽损。
其實(shí)如果理解了這些概念的本質(zhì)灯节，是不需要死記硬背的，理解起來(lái)也比較容易绵估。

指針函數(shù)

指針函數(shù)： 顧名思義炎疆，它的本質(zhì)是一個(gè)函數(shù)，不過(guò)它的返回值是一個(gè)指針国裳。其聲明的形式如下所示：

ret *func(args, ...);

其中形入，func是一個(gè)函數(shù)，args是形參列表缝左，ret *作為一個(gè)整體亿遂，是 func函數(shù)的返回值，是一個(gè)指針的形式渺杉。
下面舉一個(gè)具體的實(shí)例來(lái)做說(shuō)明：

文件：pointer_func.c

# include <stdio.h>
# include <stdlib.h>

int * func_sum(int n)
{
    if (n < 0)
    {
        printf("error:n must be > 0\n");
        exit(-1);
    }
    static int sum = 0;
    int *p = &sum;
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        sum += i;
    }
    return p;
}

int main(void)
{
    int num = 0;
    printf("please input one number:");
    scanf("%d", &num);
    int *p = func_sum(num); 
    printf("sum:%d\n", *p);
    return 0;
}

上例就是一個(gè)指針函數(shù)的例子蛇数，其中，int * func_sum(int n)就是一個(gè)指針函數(shù)是越， 其功能十分簡(jiǎn)單耳舅，是根據(jù)傳入的參數(shù)n，來(lái)計(jì)算從0到n的所有自然數(shù)的和英妓，其結(jié)果通過(guò)指針的形式返回給調(diào)用方挽放。
以上代碼的運(yùn)行結(jié)果如下所示：

運(yùn)行結(jié)果1

文件：pointer_func2.c

# include <stdio.h>
# include <stdlib.h>

int func_sum2(int n)
{   
    if (n < 0)
    {   
        printf("error:n must be > 0\n");
        exit(-1);
    }
    int sum = 0;
    int i = 0;
    for (i = 0; i < n; i++)
    {   
        sum += i;
    }
    return sum;
}

int main(void)
{
    int num = 0;
    printf("please input one number:");
    scanf("%d", &num);
    int ret = func_sum2(num);
    printf("sum2:%d\n", ret);
    return 0;
}

本案例中辑畦，func_sum2函數(shù)的功能與指針函數(shù)所實(shí)現(xiàn)的功能完全一樣。

運(yùn)行結(jié)果2

文件：pointer_func3.c

# include <stdio.h>
# include <stdlib.h>

int * func_sum(int n)
{
    if (n < 0)
    {
        printf("error:n must be > 0\n");
        exit(-1);
    }
    int sum = 0;
    int *p = &sum;
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        sum += i;
    }
    return p;
}

int main(void)
{
    int num = 0;
    printf("please input one number:");
    scanf("%d", &num);
    int *p = func_sum(num); 
    printf("sum:%d\n", *p);
    return 0;
}

執(zhí)行以上程序，發(fā)現(xiàn)仍然能得到正確的結(jié)果：

運(yùn)行結(jié)果3

int main(void)
{
    int num = 0;
    printf("please input one number:");
    scanf("%d", &num);
    int *p = func_sum(num);
    printf("wait for a while...\n");    //此處加一句打印
    printf("sum:%d\n", *p);
    return 0;
}

我們?cè)谳敵?code>sum之前打印一句話它褪，這時(shí)看到得到的結(jié)果完全不是我們預(yù)先想象的樣子饵骨，得到的并不是我們想要的答案。

運(yùn)行結(jié)果4

函數(shù)指針

與指針函數(shù)不同攘滩，函數(shù)指針 的本質(zhì)是一個(gè)指針，該指針的地址指向了一個(gè)函數(shù)纸泡，所以它是指向函數(shù)的指針漂问。
我們知道，函數(shù)的定義是存在于代碼段女揭，因此蚤假，每個(gè)函數(shù)在代碼段中，也有著自己的入口地址吧兔，函數(shù)指針就是指向代碼段中函數(shù)入口地址的指針磷仰。
其聲明形式如下所示：

ret (*p)(args, ...);

其中，ret為返回值境蔼，*p作為一個(gè)整體灶平，代表的是指向該函數(shù)的指針，args為形參列表箍土。其中p被稱為函數(shù)指針變量 逢享。

關(guān)于函數(shù)指針的初始化

與數(shù)組類似，在數(shù)組中吴藻，數(shù)組名即代表著該數(shù)組的首地址瞒爬，函數(shù)也是一樣，函數(shù)名即是該數(shù)組的入口地址沟堡，因此侧但，函數(shù)名就是該函數(shù)的函數(shù)指針。
因此航罗，我們可以采用如下的初始化方式：

函數(shù)指針變量 =  函數(shù)名;

下面還是以一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)具體說(shuō)明一下函數(shù)指針的應(yīng)用：

文件：func_pointer.c

#include <stdio.h>

int max(int a, int b)
{
    return a > b ? a : b;
}

int main(void)
{
    int (*p)(int, int); //函數(shù)指針的定義
    //int (*p)();       //函數(shù)指針的另一種定義方式禀横，不過(guò)不建議使用
    //int (*p)(int a, int b);   //也可以使用這種方式定義函數(shù)指針
    
    p = max;    //函數(shù)指針初始化

    int ret = p(10, 15);    //函數(shù)指針的調(diào)用
    //int ret = (*max)(10,15);
    //int ret = (*p)(10,15);
    //以上兩種寫(xiě)法與第一種寫(xiě)法是等價(jià)的，不過(guò)建議使用第一種方式
    printf("max = %d \n", ret);
    return 0;
}

上面這個(gè)函數(shù)的功能也十分簡(jiǎn)單伤哺，就是求兩個(gè)數(shù)中較大的一個(gè)數(shù)燕侠。值得注意的是通過(guò)函數(shù)指針調(diào)用的方式者祖。
首先代碼里提供了3種函數(shù)指針定義的方式，這三種方式都是正確的绢彤，比較推薦第一種和第三種定義方式七问。然后對(duì)函數(shù)指針進(jìn)行初始化，前面已經(jīng)提到過(guò)了茫舶，直接將函數(shù)名賦值給函數(shù)指針變量名即可械巡。
上述代碼運(yùn)行的結(jié)果如下：

運(yùn)行結(jié)果5

為什么要使用函數(shù)指針喊崖？

那么挣磨，有不少人就覺(jué)得，本來(lái)很簡(jiǎn)單的函數(shù)調(diào)用荤懂，搞那么復(fù)雜干什么茁裙？其實(shí)在這樣比較簡(jiǎn)單的代碼實(shí)現(xiàn)中不容易看出來(lái)，當(dāng)項(xiàng)目比較大节仿，代碼變得復(fù)雜了以后晤锥，函數(shù)指針就體現(xiàn)出了其優(yōu)越性。
舉個(gè)例子廊宪，如果我們要實(shí)現(xiàn)數(shù)組的排序矾瘾，我們知道，常用的數(shù)組排序方法有很多種箭启，比如快排霜威，插入排序，冒泡排序册烈，選擇排序等，如果不管內(nèi)部實(shí)現(xiàn)婿禽，你會(huì)發(fā)現(xiàn)赏僧，除了函數(shù)名不一樣之外，返回值扭倾，包括函數(shù)入?yún)⒍际窍嗤牡砹悖@時(shí)候如果要調(diào)用不同的排序方法，就可以使用指針函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)膛壹，我們只需要修改函數(shù)指針初始化的地方驾中，而不需要去修改每個(gè)調(diào)用的地方（特別是當(dāng)調(diào)用特別頻繁的時(shí)候）唉堪。

回調(diào)函數(shù)

函數(shù)指針的一個(gè)非常典型的應(yīng)用就是回調(diào)函數(shù)。
什么是回調(diào)函數(shù)肩民？
回調(diào)函數(shù)就是一個(gè)通過(guò)指針函數(shù)調(diào)用的函數(shù)唠亚。其將函數(shù)指針作為一個(gè)參數(shù)，傳遞給另一個(gè)函數(shù)持痰。
回調(diào)函數(shù)并不是由實(shí)現(xiàn)方直接調(diào)用灶搜，而是在特定的事件或條件發(fā)生時(shí)由另外一方來(lái)調(diào)用的。
同樣我們來(lái)看一個(gè)回調(diào)函數(shù)的例子：

文件：callback.c

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

//函數(shù)功能：實(shí)現(xiàn)累加求和
int func_sum(int n)
{
        int sum = 0;
        if (n < 0)
        {
                printf("n must be > 0\n");
                exit(-1);
        }
        for (int i = 0; i < n; i++)
        {
                sum += i;
        }
        return sum;
}

//這個(gè)函數(shù)是回調(diào)函數(shù)工窍，其中第二個(gè)參數(shù)為一個(gè)函數(shù)指針割卖，通過(guò)該函數(shù)指針來(lái)調(diào)用求和函數(shù)，并把結(jié)果返回給主調(diào)函數(shù)
int callback(int n, int (*p)(int))
{
        return p(n);
}

int main(void)
{
        int n = 0;
        printf("please input number:");
        scanf("%d", &n);
        printf("the sum from 0 to %d is %d\n", n, callback(n, func_sum));       //此處直接調(diào)用回調(diào)函數(shù)患雏，而不是直接調(diào)用func_sum函數(shù)
        return 0;
}

上面這個(gè)簡(jiǎn)單的demo就是一個(gè)比較典型的回調(diào)函數(shù)的例子鹏溯。在這個(gè)程序中，回調(diào)函數(shù)callback無(wú)需關(guān)心func_sum是怎么實(shí)現(xiàn)的淹仑，只需要去調(diào)用即可丙挽。
這樣的好處就是，如果以后對(duì)求和函數(shù)有優(yōu)化攻人，比如新寫(xiě)了個(gè)func_sum2函數(shù)的實(shí)現(xiàn)取试，我們只需要在調(diào)用回調(diào)函數(shù)的地方將函數(shù)指針指向func_sum2即可，而無(wú)需去修改callback函數(shù)內(nèi)部怀吻。
以上代碼的輸出結(jié)果如下：

運(yùn)行結(jié)果6