前言
初學(xué)C語(yǔ)言的童鞋游添，通常在學(xué)完函數(shù)和指針的知識(shí)后况褪，已經(jīng)是萌萌噠，學(xué)習(xí)到了函數(shù)指針（請(qǐng)注意不是函數(shù)和指針）渊季，更是整個(gè)人都不好了朋蔫，這篇文章的目的，就是幫助我的童鞋們理解函數(shù)指針却汉。?
函數(shù)指針概述
首先我們需要回顧一下函數(shù)的作用：完成某一特定功能的代碼塊驯妄。
再來(lái)回憶一下指針的作用：一種特殊的變量，用來(lái)保存地址值合砂，某類型的指針指向某類型的地址青扔。
下面定義了一個(gè)求兩個(gè)數(shù)最大值的函數(shù)：
int maxValue (int a, int b) {
return a > b ? a : b;
}
而這段代碼編譯后生成的CPU指令存儲(chǔ)在代碼區(qū)，而這段代碼其實(shí)是可以獲取其地址的翩伪，而其地址就是函數(shù)名微猖，我們可以使用指針存儲(chǔ)這個(gè)函數(shù)的地址——函數(shù)指針。
函數(shù)指針其實(shí)就是一種特殊的指針——指向一個(gè)函數(shù)的指針缘屹。在很多高級(jí)語(yǔ)言中凛剥，它的思想是很重要的，尤其是它的“回調(diào)函數(shù)”轻姿，所以理解它是很有必要的当悔。
函數(shù)指針定義與使用
任何變量定義都包含三部分: 變量類型 + 變量名 = 初值，那么定義一個(gè)函數(shù)指針踢代，首先我們需要知道要定義一個(gè)什么樣的函數(shù)指針（指針類型）盲憎，那么問(wèn)題來(lái)了，函數(shù)的類型又是什么呢胳挎？我們繼續(xù)分析這段代碼：
int maxValue (int a, int b) {
return a > b ? a : b;
}
這個(gè)函數(shù)的類型是有兩個(gè)整型參數(shù)饼疙，返回值是個(gè)整型。對(duì)應(yīng)的函數(shù)指針類型：
int (*) (int a, int b);
對(duì)應(yīng)的函數(shù)指針定義：
int (*p)(int x, int y);
參數(shù)名可以去掉，并且通常都是去掉的窑眯。這樣指針p就可以保存函數(shù)類型為兩個(gè)整型參數(shù)屏积，返回值是整型的函數(shù)地址了。
int (*p)(int, int);
通過(guò)函數(shù)指針調(diào)用函數(shù)：
int (*p)(int, int) = NULL;
p = maxValue;
p(20, 45);
回調(diào)函數(shù)
上述內(nèi)容是函數(shù)指針的基礎(chǔ)用法磅甩，然而我們可以看得出來(lái)炊林，直接使用函數(shù)maxValue豈不是更方便？沒(méi)錯(cuò)卷要，其實(shí)函數(shù)指針更重要的意義在于函數(shù)回調(diào)渣聚，而上述內(nèi)容只是一個(gè)鋪墊。
舉個(gè)例子:
現(xiàn)在我們有這樣一個(gè)需求：實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)僧叉，將一個(gè)整形數(shù)組中比50大的打印在控制臺(tái)奕枝，我們可能這樣實(shí)現(xiàn)：
void compareNumberFunction(int *numberArray, int count, int compareNumber) {
for (int i = 0; i < count; i++) {
if (*(numberArray + i) > compareNumber) {
printf("%d\n", *(numberArray + i));
}
}
}
int main() {
int numberArray[5] = {15, 34, 44, 56, 64};
int compareNumber = 50;
compareNumberFunction(numberArray, 5, compareNumber);
return 0;
}
這樣實(shí)現(xiàn)是沒(méi)有問(wèn)題的，然而現(xiàn)在我們又有這樣一個(gè)需求：實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)瓶堕，將一個(gè)整形數(shù)組中比50小的打印在控制臺(tái)隘道。”What the fuck!”對(duì)于提需求者郎笆，你可能此時(shí)的心情是這樣：
</img>
然而回到現(xiàn)實(shí)谭梗，這種需求是不可避免的，你可能想過(guò)復(fù)制粘貼宛蚓，更改一下判斷條件默辨，然而作為開(kāi)發(fā)者，我們要未雨綢繆苍息，要考慮到將來(lái)可能添加更多類似的需求，那么你將會(huì)有大量的重復(fù)代碼壹置，使你的項(xiàng)目變得臃腫竞思，所以這個(gè)時(shí)候我們需要冷靜下來(lái)思考，其實(shí)這兩個(gè)需求很多代碼都是相同的钞护，只要更改一下判斷條件即可盖喷，而判斷條件我們?nèi)绾巫兊酶屿`活呢？這時(shí)候我們就用到回調(diào)函數(shù)的知識(shí)了难咕，我們可以定義一個(gè)函數(shù)课梳，這個(gè)函數(shù)需要兩個(gè)int型參數(shù)，函數(shù)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)代碼是將兩個(gè)整形數(shù)字做比較余佃，將比較結(jié)果的bool值作為函數(shù)的返回值返回出來(lái)暮刃，以大于被比較數(shù)字的情況為例：
BOOL compareGreater(int number, int compareNumber) {
return number > compareNumber;
}
同理，小于被比較的數(shù)字函數(shù)定義如下：
BOOL compareLess(int number, int compareNumber) {
return number < compareNumber;
}
接下來(lái)爆土，我們可以將這個(gè)函數(shù)作為compareNumberFunction的一個(gè)參數(shù)進(jìn)行傳遞（沒(méi)錯(cuò)椭懊，函數(shù)可以作為參數(shù)），那么我們就需要一個(gè)函數(shù)指針獲取函數(shù)的地址步势，從而在compareNumberFunction內(nèi)部進(jìn)行對(duì)函數(shù)的調(diào)用氧猬，于是背犯，compareNumberFunction函數(shù)的定義變成了這樣：
void compareNumberFunction(int *numberArray, int count, int compareNumber, BOOL (*p)(int, int)) {
for (int i = 0; i < count; i++) {
if (p(*(numberArray + i), compareNumber)) {
printf("%d\n", *(numberArray + i));
}
}
}
具體使用時(shí)代嗎如下：
int main() {
int numberArray[5] = {15, 34, 44, 56, 64};
int compareNumber = 50;
// 大于被比較數(shù)字情況：
compareNumberFunction(numberArray, 5, compareNumber, compareGreater);
// 小于被比較數(shù)字情況：
compareNumberFunction(numberArray, 5, compareNumber, compareLess);
return 0;
}
根據(jù)上述案例，我們可以得出結(jié)論：函數(shù)回調(diào)本質(zhì)為函數(shù)指針作為函數(shù)參數(shù)盅抚，函數(shù)調(diào)用時(shí)傳入函數(shù)地址漠魏，這使我們的代碼變得更加靈活，可復(fù)用性更強(qiáng)妄均。
動(dòng)態(tài)排序
上面的案例如果你已經(jīng)理解的話那么動(dòng)態(tài)排序其實(shí)你已經(jīng)懂了柱锹。首先我們應(yīng)該理解動(dòng)態(tài)這個(gè)詞，我的理解就是不同時(shí)刻丛晦，不同場(chǎng)景奕纫，發(fā)生不同的事，這就是動(dòng)態(tài)烫沙。話不多說(shuō)匹层，直接上案例。
需求： 有30個(gè)學(xué)生需要排序
按成績(jī)排
按年齡排
…
這種無(wú)法預(yù)測(cè)的需求變更锌蓄，就是我們上文說(shuō)的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景升筏，那么解決方案就是函數(shù)回調(diào)：
typedef struct student{
char name[20];
int age;
float score;
}Student;
//比較兩個(gè)學(xué)生的年齡
BOOL compareByAge(Student stu1, Student stu2) {
return stu1.age > stu2.age ? YES : NO;
}
//比較兩個(gè)學(xué)生的成績(jī)
BOOL compareByScore(Student stu1, Student stu2) {
return stu1.score > stu2.score ? YES : NO;
}
void sortStudents(Student *array, int n, BOOL(*p)(Student, Student)) {
Student temp;
int flag = 0;
for (int i = 0; i < n - 1 && flag == 0; i++) {
flag = 1;
for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {
if (p(array[j], array[j + 1])) {
temp = array[j];
array[j] = array[j + 1];
array[j + 1] = temp;
flag = 0;
}
}
}
}
int main() {
Student stu1 = {"小明", 19, 98};
Student stu2 = {"小紅", 20, 78};
Student stu3 = {"小白", 21, 88};
Student stuArray[3] = {stu1, stu2, stu3};
sortStudents(stuArray, 3, compareByScore);
return 0;
}
沒(méi)錯(cuò)，動(dòng)態(tài)排序就是這么簡(jiǎn)單瘸爽！
函數(shù)指針作為函數(shù)返回值
沒(méi)錯(cuò)您访，既然函數(shù)指針可以作為參數(shù)，自然也可以作為返回值剪决。再接著上案例灵汪。
需求：定義一個(gè)函數(shù)，通過(guò)傳入功能的名稱獲取到對(duì)應(yīng)的函數(shù)柑潦。
整理一下發(fā)型享言，然后我們分析下需求，當(dāng)前我們需要定義一個(gè)叫做findFunction的函數(shù)渗鬼，這個(gè)函數(shù)傳入一個(gè)字符串之后會(huì)返回一個(gè) int (*)(int, int)類型的函數(shù)指針览露，那么我們這個(gè)函數(shù)的聲明是不是可以寫成這樣呢？
int (*)(int, int) findFunction(char *);
這看起來(lái)很符合我們的理解譬胎，然而差牛，這并不正確，編譯器無(wú)法識(shí)別兩個(gè)完全并行的包含形參的括號(hào)(int, int)和(char *),真正的形式其實(shí)是這樣：
int (*findFunction(char *))(int, int);
這種聲明從外觀上看更像是臉滾鍵盤出來(lái)的結(jié)果堰乔，現(xiàn)在讓我們來(lái)逐步的分析一下這個(gè)聲明的組成步驟：
- findFunction是一個(gè)標(biāo)識(shí)符
- findFunction()是一個(gè)函數(shù)
- findFunction(char *)函數(shù)接受一個(gè)類型為char *的參數(shù)
- *findFunction(char *)函數(shù)返回一個(gè)指針
- (*findFunction(char*))()這個(gè)指針指向一個(gè)函數(shù)
- (*findFunction(char*))(int, int)指針指向的函數(shù)接受兩個(gè)整形參數(shù)
- int (*findFunction(char *))(int, int)指針指向的函數(shù)返回一個(gè)整形
現(xiàn)在我們的分析已經(jīng)完成了偏化，編譯器可以通過(guò)了，現(xiàn)在程序員瘋了镐侯，這對(duì)我們來(lái)說(shuō)就像鯡魚(yú)罐頭一樣難以下咽夹孔，那么我們是不是有更好的書(shū)寫方式呢？（老司機(jī)友情提示：typedef）
最終代碼演變成了這樣：
// 重定義函數(shù)指針類型
typedef int (*FUNC)(int, int);
// 求最大值函數(shù)
int maxValue(int a, int b) {
return a > b ? a : b;
}
// 求最小值函數(shù)
int minValue(int a, int b) {
return a < b ? a : b;
}
// findFunction函數(shù)定義
FUNC findFunction(char *name) {
if (0 == strcmp(name, "max")) {
return maxValue;
} else if (0 == strcmp(name, "min")) {
return minValue;
}
printf("Function name error");
return NULL;
}
int main() {
int (*p)(int, int) = findFunction("max");
printf("%d\n", p(3, 5));
int (*p1)(int, int) = findFunction("min");
printf("min = %d\n", p1(3, 5));
return 0;
}
到了這里，函數(shù)指針的基礎(chǔ)內(nèi)容已經(jīng)結(jié)束了搭伤，有的同學(xué)還有可能困惑只怎，為什么我要以函數(shù)去獲取函數(shù)呢，直接使用maxValue和minValue不就好了么怜俐，其實(shí)在以后的編程過(guò)程中身堡，很有可能maxValue和minValue被封裝了起來(lái)，類的外部是不能直接使用的拍鲤，那么我們就需要這種方式贴谎，如果你學(xué)習(xí)了Objective-C你會(huì)發(fā)現(xiàn)，所有的方法調(diào)用的實(shí)現(xiàn)原理都是如此季稳。
函數(shù)指針數(shù)組
現(xiàn)在我們應(yīng)該清楚表達(dá)式“char * (*pf)(char * p)”定義的是一個(gè)函數(shù)指針pf擅这。既然pf 是一個(gè)指針，那就可以儲(chǔ)存在一個(gè)數(shù)組里景鼠。把上式修改一下：
char * (*pf[3])(char * p);
這是定義一個(gè)函數(shù)指針數(shù)組仲翎。它是一個(gè)數(shù)組，數(shù)組名為pf铛漓，數(shù)組內(nèi)存儲(chǔ)了3 個(gè)指向函數(shù)的指針溯香。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(gè)指向字符的指針的函數(shù)浓恶。這念起來(lái)似乎有點(diǎn)拗口玫坛。不過(guò)不要緊，關(guān)鍵是你明白這是一個(gè)指針數(shù)組包晰，是數(shù)組湿镀。
函數(shù)指針數(shù)組怎么使用呢？給一個(gè)非常簡(jiǎn)單的例子伐憾，只要真正掌握了使用方法勉痴，再?gòu)?fù)雜的問(wèn)題都可以應(yīng)對(duì)。如下：
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 * (*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;
pf[0]("fun1");
pf[0]("fun2");
pf[0]("fun3");
return 0;
}
是不是感覺(jué)上面的例子太簡(jiǎn)單塞耕，不夠刺激？好嘴瓤，那就來(lái)點(diǎn)刺激的扫外。
函數(shù)指針數(shù)組的指針
看著這個(gè)標(biāo)題沒(méi)發(fā)狂吧？函數(shù)指針就夠一般初學(xué)者折騰了廓脆，函數(shù)指針數(shù)組就更加麻煩筛谚，現(xiàn)在的函數(shù)指針數(shù)組指針就更難理解了。
其實(shí)停忿，沒(méi)這么復(fù)雜驾讲。前面詳細(xì)討論過(guò)數(shù)組指針的問(wèn)題，這里的函數(shù)指針數(shù)組指針不就是一個(gè)指針嘛。只不過(guò)這個(gè)指針指向一個(gè)數(shù)組吮铭，這個(gè)數(shù)組里面存的都是指向函數(shù)的指針时迫。僅此而已。
下面就定義一個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)指針數(shù)組指針：
char * (*(*pf)[3])(char * p);
注意谓晌，這里的pf 和上面的pf 就完全是兩碼事了掠拳。上一節(jié)的pf 并非指針，而是一個(gè)數(shù)組名纸肉；這里的pf 確實(shí)是實(shí)實(shí)在在的指針溺欧。這個(gè)指針指向一個(gè)包含了3 個(gè)元素的數(shù)組；這個(gè)數(shù)字里面存的是指向函數(shù)的指針柏肪；這些指針指向一些返回值類型為指向字符的指針姐刁、參數(shù)為一個(gè)指向字符的指針的函數(shù)。這比面的函數(shù)指針數(shù)組更拗口烦味。其實(shí)你不用管這么多聂使，明白這是一個(gè)指針就ok 了。其用法與前面講的數(shù)組指針沒(méi)有差別拐叉。下面列一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：
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;
}
好了岩遗，到了這里C語(yǔ)言已經(jīng)沒(méi)有什么能阻擋你了。
