C语言学习之函数指针及其应用场景

该文章参考了网络上的部分代码（关于三星的那一部分），但是网络代码部分有错，在此我已经改正

（一）基本用法

不通过函数名调用函数，注意！！对于函数指针p， (*p)(5)和p(5)等价，都可以调用函数（实测过），(p)(5)不能写成p(5)

#include 

void printInt(int n);

typedef void (*pFunc_t)(int);//给返回值为void 参数为一个int的函数指针重命名，命名为pFunc_t

int main(void){
	pFunc_t p = printInt;//如果没有重命名，不可以使用此句，应该为：void (*p)(int) = printInt;
	p(5);//或者(*p)(5)
	return 0;
}

void printInt(int n){
	printf("%d\n", n);
}

(二) 应用场景

1. 将函数指针作为参数（本质：调用函数在不同的场景需要不同的函数指针作为参数）

   先来个简单的,比如，编程的时候，经常用到for循环，想偷懒，可将其封装成函数。（当然实际开发应该没有人这么干，只适合用来举例学习，for循环并没有繁杂到非得去写一个函数，我们假设for循环很累人，需要把它封装为函数）

   #include 
   
   void print(int *n);
   void opposite(int *n);
   void myabs(int *n);
   
   typedef void (*pFunc_t)(int*);
   
   void for_each(int *arr, int size, pFunc_t p);
   
   
   int main(void){
   	pFunc_t pri = print;
   	pFunc_t opp = opposite;
   	pFunc_t abs = myabs;
   	int arr[]={1,2,3,-4,-5,-6};
   	for_each(arr, 6, pri);
   	printf("\n");
   	for_each(arr, 6, opp);
   	for_each(arr, 6, pri);
   	printf("\n");
   	for_each(arr, 6, abs);
   	for_each(arr, 6, pri);
   	printf("\n");
   	return 0;
   }
   
   /*
    * 该循环函数，下标为0~size-1,自增1
    * 该函数用来遍历数组，并对数组中单个数进行操作
    * arr ：数组指针
    * size：数组大小
    * p：	 对每个数进行的操作
    * */
   void for_each(int *arr, int size, pFunc_t p){
   	int i = 0;
   	for(i = 0; i<size; i++){
   		p(arr+i);		
   	}
   }
   
   //打印指针指向的值
   void print(int *n){
   	printf("%d ", *n);
   }
   
   //将指针指向的值取反
   void opposite(int *n){
   	*n = -*n;
   }
   
   //将指针指向的值取绝对值
   void myabs(int *n){
   	*n = *n < 0 ? -(*n) : *n;
   }
   

   如果还没体会到函数指针在这里发挥的作用，可以这样理解：以前写程序，当遇到“打印数组的值”“取反数组的值”“将数组的值取绝对值”这种需求：

   1. 我们通常写成三个函数，每个函数都写一遍for循环，3个函数之间的唯一区别就在于for循环遍历时，对数组中的值所进行的操作不一样，这种方法是代码量最大的一种写法。

   2. 写一个函数进行遍历，该函数参数除了数组指针，数组大小外，还应有一个变量值，作为标记，代码如下。在for循环遍历时，通过if语句对标记变量进行判断，以执行不同的操作。这样的坏处在于增加了耦合度（产生了控制耦合），独立的代码聚集在if语句的各个分支：耦合度低的一个特点就是你不知道该怎么给函数起名了，这个函数，标记为1时干这个活儿，标记为2时干那个活儿，这个函数到底叫打印数组，还是叫取反数组？如果我新加上flag == 3， flag ==4时，功能更多了怎么办？所以有了函数指针。

      for_each(int *arr, int size, int flag){
      	for(int i=0; i<size; i++){
      		if(flag==1){
      			//打印数值
      		}else if(flag == 2){
      			//取反数值
      		}else if(flag ==3){
      			//取绝对值
      		}
      		else{
      			//... ...
      		}
      	}
      }
      

   3. 函数指针的写法。函数指针相比于上一种依赖flag的方法，最直观上的体验就是，我可以给函数起名了：该函数完成了循环遍历数组并执行pFunc_t p功能。那为什么2.中的函数不可以这样描述为：该函数完成了循环遍历数组并执行flag功能？因为flag只是一个变量，而pFunc_t p函数指针真真实实的就是一个功能，另外，flag取值数量很庞大时，我们还需要额外的开销来记录每一个flag值对应的功能是什么。最重要的是，依赖flag来控制，严重降低了模块化。比如：在函数指针的实现方法中，当我们在.c的其他文件处想对一个数进行取反的时候，我可以调用opposite方法，也可以用函数指针进行调用，但flag的那种不行，因为flag实现的for_each，其中的各种操作（比如取反、打印、取绝对值）都是直接写在for_each里面的，没有现成的函数供使用，无法调用，并且每当我有新的需求需要增加功能的时候，我都需要重新修改for_each，得不偿失

      再来一个例子体会一下这种思想，例子来源 分析函数指针及其两个主要用途

      #include   
         
      //Calculate用于计算积分。一共三个参数。第一个为函数指针func，指向待积分函数。二三参数为积分上下限  
      double Calculate(double(*func)(double x), double a, double b)  
      {  
          double dx = 0.0001;//细分的区间长度  
          double sum = 0;  
          for (double xi = a+dx; xi <= b; xi+=dx)  
          {  
             double area = func(xi)*dx;  
             sum +=area;  
          }  
          return sum;  
      }  
         
      double func_1(double x)  
      {  
          return x*x;  
      }  
         
      double func_2(double x)  
      {  
          return x*x*x;  
      }  
         
      void main()  
      {  
          printf("%lf\n", Calculate(func_1, 0, 1));  
          printf("%lf\n", Calculate(func_2, 0, 1));  
      }  
      

2. 引用不在代码段中的函数
   来自 分析函数指针及其两个主要用途 他的调用方法稍微不对，在此已经改正。

   此功能在嵌入式系统中经常使用。我们知道，我们写的用户程序的code是存放在代码段中的，在嵌入式系统中，一般情况下是存放在flash中的。什么叫不在代码段中的函数？很多微控制器在出厂前会将一些功能函数（系统函数）固化在rom中（类似于PC机中的BIOS），如Flash擦写功能，Flash Copy功能。而我们写的代码是不认识这些函数的，不能直接使用函数名调用。所以，当我们想在用户程序中调用这些系统函数时，就只能使用函数指针的方式，通过将系统函数的入口地址传给函数指针，来达到调用rom中程序的目的。这些系统函数一般都会在官方手册中给出功能，返回值类型和参数列表。

   下面是从三星的S5PV210_applicationnote中截取的一个系统函数。

   使用define来定义函数指针
   #define CopySDMMCtoMem(z,a,b,c,e)(((bool(*)(int, unsigned int, unsigned short, unsigned int*, bool))(*((unsigned int *)0xD0037F98)))(z,a,b,c,e))

   从上我们可以分析出，此系统函数的入口地址为0xD0037F98。返回bool型，带有int, unsigned int, unsigned short, unsigned int*， bool型五个参数。实际使用时，我们可以如下调用：

    //方法一
    #define CopySDMMCtoMem(z,a,b,c,e)(((bool(*)(int, unsigned int, unsigned short, unsigned int*, bool))(*((unsigned int *)0xD0037F98)))(z,a,b,c,e))
    CopySDMMCtoMem(1,1,1,1,1);
   
   //方法二
   typedef bool (*CopySDMMCToMem_t)(int, unsigned int, unsigned short, unsigned int*, bool);
   CopySDMMCToMem_t p = (CopySDMMCToMem_t)0xD0037F98;
   p(1,1,1,1,1);//或者 (*p)(1,1,1,1,1);