C语言中函数指针的基础知识

在C语言开发中数据结构首先要考虑的就是输出的问题，而函数作为指针的基础，是我们程序员所必须要掌握的，本文是爱站技术频道小编为大家带来的C语言中函数指针的基础知识，需要的朋友可以参考下文的介绍。

顾名思义，函数指针就是函数的指针。它是一个指针，指向一个函数。看例子：

A)

char * (*fun1)(char * p1,char * p2);

B)

char * *fun2(char * p1,char * p2);

C)

char * fun3(char * p1,char * p2);

看看上面三个表达式分别是什么意思？

C）这很容易，fun3是函数名，p1，p2是参数，其类型为char *型，函数的返回值为char *类型。
B) 也很简单，与C）表达式相比，唯一不同的就是函数的返回值类型为char**，是个二级指针。
A) fun1是函数名吗？回忆一下前面讲解数组指针时的情形。我们说数组指针这么定义或许更清晰：

int (*)[10] p;

再看看A）表达式与这里何其相似！明白了吧。这里fun1不是什么函数名，而是一个指针变量，它指向一个函数。这个函数有两个指针类型的参数，函数的返回值也是一个指针。同样，我们把这个表达式改写一下：

char * (*)(char * p1,char * p2) fun1;

这样子是不是好看一些呢？只可惜编译器不这么想。^_^。

函数指针和一个简单的函数

我们从一个非常简单的”Hello World“函数入手，来见识一下怎样创建一个函数指针。

#include 
 
// 函数原型
void sayHello();
 
//函数实现
void sayHello(){
  printf("hello world\n");
}
 
// main函数调用
int main() {
  sayHello();
}

我们定义了一个名为sayHello的函数，它没有返回值也不接受任何参数。当我们在main函数中调用它的时候，它向屏幕输出出”hello world“。非常简单。接下来，我们改写一下main函数，之前直接调用的sayHello函数，现在改用函数指针来调用它。

int main() {
  void (*sayHelloPtr)() = sayHello;
  (*sayHelloPtr)();
}

第二行void (*sayHelloPtr)()的语法看起来有些奇怪，我们来一步一步分析。

这里，关键字void的作用是说我们创建了一个函数指针，并让它指向了一个返回void（也就是没有返回值）的函数。
就像其他任何指针都必须有一个名称一样，这里sayHelloPtr被当作这个函数指针的名称。
我们用*符号来表示这是一个指针，这跟声明一个指向整数或者字符的指针没有任何区别。
*sayHelloPtr两端的括号是必须的，否则，上述声明变成void *sayHelloPtr()，*会优先跟void结合，变成了一个返回指向void的指针的普通函数的声明。因此，函数指针声明的时候不要忘记加上括号，这非常关键。
参数列表紧跟在指针名之后，这个例子中由于没有参数，所以是一对空括号()。
将上述要点结合起来，void (*syaHelloPtr)()的意义就非常清楚了，这是一个函数指针，它指向一个不接收参数且没有返回值的函数。
在上面的第二行代码，即void (*sayHelloPtr)() = sayHello;，我们将sayHello这个函数名赋给了我们新建的函数指针。关于函数名的更多细节我们会在下文中讨论，现在暂时可以将其看作一个标签，它代表函数的地址，并且可以赋值给函数指针。这就跟语句int *x = &myint;中我们把myint的地址赋给一个指向整数的指针一样。只是当我们考虑函数的时候，我们不需要加上一个取地址符&。简而言之，函数名就是它的地址。接着看第三行，我们用代码'(*sayHelloPtr)();·‘解引用并调用了函数指针。

在第二行被声明之后，sayHelloPtr作为函数指针的名称，跟其他任何指针没有差别，能够储值和赋值。
我们对sayHelloPtr解引用的方式也与其他任何指针一样，即在指针之前使用解引用符*，也就是代码中的*sayHelloPtr。
同样的，我们需要在其两端加上括号，即(*sayHelloPtr)，否则它就不被当做一个函数指针。因此，记得声明和解引用的时候都要在两端加上括号。
括号操作符用于C语言中的函数调用，如果有参数参与，就将其放入括号中。这对于函数指针也是相似的，即代码中的(*sayHelloPtr)()。
这个函数没有返回值，也就没有必要将它赋值给任何变量。单独来说，这个调用跟sayHello()没什么两样。
接下来，我们再对函数稍加修改。你会看到函数指针奇怪的语法，以及用调用普通函数的方法来调用赋值后函数指针的现象。

int main() {
void (*sayHelloPtr)() = sayHello;
sayHelloPtr();
}

跟之前一样，我们将sayHello函数赋给函数指针。但是这一次，我们用调用普通函数的方法调用了它。稍后讨论函数名的时候我会解释这一现象，现在只需要知道(*syaHelloPtr)()和syaHelloPtr()是相同的即可。

带参数的函数指针

好了，这一次我们来创建一个新的函数指针吧。它指向的函数仍然不返回任何值，但有了参数。

#include 
 
//函数原型
void subtractAndPrint(int x, int y);
 
//函数实现
void subtractAndPrint(int x, int y) {
  int z = x - y;
  printf("Simon says, the answer is: %d\n", z);
}
 
//main函数调用
int main() {
  void (*sapPtr)(int, int) = subtractAndPrint;
  (*sapPtr)(10, 2);
  sapPtr(10, 2);
}

跟之前一样，代码包括函数原型，函数实现和在main函数中通过函数指针执行的语句。原型和实现中的特征标变了，之前的sayHello函数不接受任何参数，而这次的函数subtractAndPrint接受两个int作为参数。它将两个参数做一次减法，然后输出到屏幕上。

在第14行，我们通过'(*sapPtr)(int, int)'创建了sapPtr这个函数指针，与之前的区别仅仅是用(int, int)代替了原来的空括号。而这与新函数的特征标相符。
在第15行，解引用和执行函数的方式与之前完全相同，只是在括号中加入了两个参数，变成了(10, 2)。
在第16行，我们用调用普通函数的方法调用了函数指针。

带参数且有返回值的函数指针

这一次，我们把subtractAndPrint函数改成一个名为subtract的函数，让它把原本输出到屏幕上的结果作为返回值。

#include 
 
// 函数原型
int subtract(int x, int y);
 
// 函数实现
int subtract(int x, int y) {
  return x - y;
}
 
// main函数调用
int main() {
 int (*subtractPtr)(int, int) = subtract;
 
 int y = (*subtractPtr)(10, 2);
 printf("Subtract gives: %d\n", y);
 
 int z = subtractPtr(10, 2);
 printf("Subtract gives: %d\n", z);
}

这与subtractAndPrint函数非常相似，只是subtract函数返回了一个整数而已，特征标也理所当然的不一样了。

在第13行，我们通过int (*subtractPtr)(int, int)创建了subtractPtr这个函数指针。与上一个例子的区别只是把void换成了int来表示返回值。而这与subtract函数的特征标相符。
在在第15行，解引用和执行这个函数指针，除了将返回值赋值给了y以外，与调用subtractAndPrint没有任何区别。
在第16行，我们向屏幕输出了返回值。
18到19行，我们用调用普通函数的方法调用了函数指针，并且输出了结果。
这跟之前没什么两样，我们只是加上了返回值而已。接下来我们看看另一个稍微复杂点儿的例子——把函数指针作为参数传递给另一个函数。

把函数指针作为参数来传递

我们已经了解过了函数指针声明和执行的各种情况，不论它是否带参数，或者是否有返回值。接下来我们利用一个函数指针来根据不同的输入执行不同的函数。

#include 
 
// 函数原型
int add(int x, int y);
int subtract(int x, int y);
int domath(int (*mathop)(int, int), int x, int y);
 
// 加法 x+ y
int add(int x, init y) {
  return x + y;
}
 
// 减法 x - y
int subtract(int x, int y) {
  return x - y;
}
 
// 根据输入执行函数指针
int domath(int (*mathop)(int, int), int x, int y) {
  return (*mathop)(x, y);
}
 
// main函数调用
int main() {
 
// 用加法调用domath
int a = domath(add, 10, 2);
printf("Add gives: %d\n", a);
 
// 用减法调用domath
int b = domath(subtract, 10, 2);
printf("Subtract gives: %d\n", b);
}

我们来一步一步分析。

我们有两个特征标相同的函数，add和subtract，它们都返回一个整数并接受两个整数作为参数。
在第六行，我们定义了函数int domath(int (*mathop)(int, int), int x, int y)。它第一个参数int (*mathop)(int, int)是一个函数指针，指向返回一个整数并接受两个整数作为参数的函数。这就是我们之前见过的语法，没有任何不同。它的后两个整数参数则作为简单的输入。因此，这是一个接受一个函数指针和两个整数作为参数的函数。
19到21行，domath函数将自己的后两个整数参数传递给函数指针并调用它。当然，也可以像这么调用。mathop(x, y);
27到31行出现了我们没见过的代码。我们用函数名作为参数调用了domath函数。就像我之前说过的，函数名是函数的地址，而且能代替函数指针使用。
main函数调用了两次domath函数，一次用了add，一次用了subtract，并输出了这两次结果。

函数名和地址

既然有约在先，那我们就讨论一下函数名和地址作为结尾吧。一个函数名（或称标签），被转换成了一个指针本身。这表明在函数指针被要求当作输入的地方，就能够使用函数名。这也导致了一些看起来很糟糕的代码却能够正确的运行。瞧瞧下面这个例子。

#include 
 
// 函数原型
void add(char *name, int x, int y);
 
// 加法 x + y
void add(char *name, int x, int y) {
  printf("%s gives: %d\n", name, x + y);
}
 
// main函数调用
int main() {
 
  
// 一些糟糕的函数指针赋值
  void (*add1Ptr)(char*, int, int) = add;
  void (*add2Ptr)(char*, int, int) = *add;
  void (*add3Ptr)(char*, int, int) = &add;
  void (*add4Ptr)(char*, int, int) = **add;
  void (*add5Ptr)(char*, int, int) = ***add;
 
  
// 仍然能够正常运行
  (*add1Ptr)("add1Ptr", 10, 2);
  (*add2Ptr)("add2Ptr", 10, 2);
  (*add3Ptr)("add3Ptr", 10, 2);
  (*add4Ptr)("add4Ptr", 10, 2);
  (*add5Ptr)("add5Ptr", 10, 2);
 
  
// 当然，这也能运行
  add1Ptr("add1PtrFunc", 10, 2);
  add2Ptr("add2PtrFunc", 10, 2);
  add3Ptr("add3PtrFunc", 10, 2);
  add4Ptr("add4PtrFunc", 10, 2);
  add5Ptr("add5PtrFunc", 10, 2);
}

这是一个简单的例子。运行这段代码，你会看到每个函数指针都会执行，只是会收到一些关于字符转换的警告。但是，这些函数指针都能正常工作。

在第15行，add作为函数名，返回这个函数的地址，它被隐式的转换为一个函数指针。我之前提到过，在函数指针被要求当作输入的地方，就能够使用函数名。
在第16行，解引用符作用于add之前，即*add，在返回在这个地址的函数。之后跟函数名一样，它被隐式的转换为一个函数指针。
在第17行，取地址符作用于add之前，即&add，返回这个函数的地址，之后又得到一个函数指针。
18到19行，add不断地解引用自身，不断返回函数名，并被转换为函数指针。到最后，它们的结果都和函数名没有区别。
显然，这段代码不是优秀的实例代码。我们从中收获到了如下知识：其一，函数名会被隐式的转换为函数指针，就像作为参数传递的时候，数组名被隐式的转换为指针一样。在函数指针被要求当作输入的任何地方，都能够使用函数名。其二，解引用符*和取地址符&用在函数名之前基本上都是多余的。

关于C语言中函数指针的基础知识相信大家已经都有所了解了，最后，还是建议大家在爱站技术频道这个平台上面能多多学习到想要知道的知识。