C语言指针进阶之三——函数指针、函数指针数组、指向函数指针数组的指针

目录

1.指针知识回顾 

2.数组知识回顾 

3.函数指针

3.1函数指针引入

3.2函数指针的使用

3.3阅读两段有趣的代码

3.4类型重定义，typedef补充

4.函数指针数组

4.1函数指针数组引入

4.2函数指针数组的使用（转移表）

 5.指向函数指针数组的指针

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1.指针知识回顾 

①.指针就是个变量，用来存放地址，地址唯一标识了一片空间。

  内存会划分成一个个的内存单元，每个内存单元都有一个独立的编号，编号也称为地址，而C语言也把地址叫做指针。地址（指针）需要存储在变量中，这个变量就被称为指针变量。

例如：

int  a = 10;

int * p = &a;

这里的p就是一个指针变量

     

②指针的大小是固定的4/8字节（32位平台、64位平台）

    地址是由物理的电线产生的（高低频的电信号），32位机器对应的就是32根地址线，产生32个0/1序列，32个0/1组成的二进制序列，把这个二进制序列就作为地址，32个bit位才能存储这个地址也就是需要8个字节才能存储，所以在32位机器下，地址的大小就是4个字节。

而对于64位机器来说， 对应的就是32根地址线，产生64个0/1序列，64个0/1组成的二进制序列，把这个二进制序列就作为地址，64个bit位才能存储这个地址也就是需要8个字节才能存储，所以在64位机器下，地址的大小就是8个字节。

③指针是有类型的，指针的类型决定了指针的+-整数的步长，指正解引用操作时候的权限。

列如一个字符类型的数据解引用只可以访问一个字节的内存空间 

2.数组知识回顾 

C语言基础 -数组

3.函数指针

3.1函数指针引入

指向函数的指针

整型指针-----指向整型数据的指针

字符指针----指向字符的指针

那么函数指针就是指向函数的指针，函数指针变量里面保存了函数的地址。

那就是说函数是不是应该有自己的地址，我们知道取地址数组名就得到函数的地址，那么对于函数来说，是不是也是取地址函数名就可以拿到函数的地址呢，我们来看一下。，见如下代码

 

 说明：&函数名和函数名都是函数的地址

那么现在如果我要把函数的地址保存到一个变量里边去，那么就应该是一个指针变量，我们思考一下那么这个指针变量的类型应该是什么样的呢？

 首先应该是一个指针

（*p）

接着这个指针的类型应该是函数指针类型，就应该是函数类型，函数类型应该有参数和返回值呀，所以：上述代码中的函数指针就可以写为：

int (*p)(int ,int) = &add;

P先和*结合，说明其为一个指针，指向一个函数，返回类型是int ,有两个参数

再来看一个例子：

 

 这个函数的指针该如何写呢？

我们应该关注两个点：函数的返回值，函数的参数类型

所以这个函数的函数指针就可以写为：

①void (*p)(char *,int [10]) = &test;//10也可以省略

注意第二个参数为数组类型，当然也可以写为：void (*p)(char *,int *) = &test;因为数组作为形参的本质还是一个指针。

②如果去掉括号可以吗？

形如void * p(char *,int [10]) = &test;

这样写就导致P先和（）结合成为一个函数，void 和 * 结合变成一个返回值类型

3.2函数指针的使用

这是从指针角度解引用然后进行传参使用。

然后我们对比一下下面这个写法，看看有什么结论

 

一样是可行的说明，这里的*号可有可无

3.3阅读两段有趣的代码

① （*（void(*）() )  0) (）

然后末尾一个括号就是正常的函数传参

所以这段代码要表示的含义就是： 

调用0地址处的函数

第一步：把0强制类型转换为void(*)()类型的函数指针

第二步：解引用调用0地址处的函数

②void (*signal(int ,(void(*)(int)))(int)

 

那么这段代码就这样理解

1.signal是一个函数声明

2.signal 函数有两个参数，第一个参数的类型是int，第二个参数的类型是 void(*)(int) 函数指针类型

3.该函数指针指向的函数有一个int类型的参数，返回类型是void

4.signal函数的返回类型也是void(*)(int) 函数指针类型，该函数指针指向的函数有一个int类型的参数，返回类型是void

那么对代码②进行简化：

3.4类型重定义，typedef补充

平常我们说这样一个类型比如：unsigned  int这个类型，我们觉得每次书写都太长了很麻烦，那我们就可以进行类型重定义：

typeddef unsigned int  uint;

那么下次我们书写的时候就可以使用uint来代替unsigned int，使得类型简化。

同样的，对于指针类型也可以重定义，比如将int *重定义

typedef int* ptr

那么原来的：int * p1

就可以改写为： ptr p1

同理，也可以对我们的数组指针或者函数指针类型进行重定义，但是稍微不同的是，重定义的类型名要和*在一起。

比如：这是一个数组指针类型：int （*）[10];如何进行类型重定义？

①typedef  int （*）[10]  parr_t  这样定义是错误的

正确的定义方法为：

typedef  int （*parr_t ）[10]，重定义的类型名放在1括号里才行，对于函数指针来说也是一样的。

那么上面的代码就可以1这样来做：

typedef  void(*ptr_t)(int)

那么：void (*signal(int ,(void(*)(int)))(int)

就可以简化为： ptr_t  signal(int ,ptr_t);

4.函数指针数组

4.1函数指针数组引入

引言：我们前面知道可以把一个整型类型的指针放入一个数组，比如：int * arr[10],可以把一个字符类型的指针放入一个数组，比如：char *arr[5],那么可不可以把统一类型的函数指针也放入一个数组里面呢。

我们来看一下函数指针数组的形式：

指针：int *p

函数指针：int （*p）(int ,int)

指针数组：int  *parr[10]

那么函数指针数组首先肯定是数组，数组的每一个元素应该是函数类型的指针

那么函数指针数组的形式： int （*parr[5])(int,int)

 例子引入：计算器实现加减乘除（只针对整数的运算），如果没有引入这个函数指针数组我们会怎么写呢

我们发现四个函数，除了执行的运算不一样，函数的返回类型和参数个人、类型都是一样的，那么如果我们要把函数的地址保存在一个指针变量里面，这个指针变量的类型是不是应该都是一样的，都是 int （*）（int,int）类型，那么我们是不是就可以把这四个指针放到一个数组里面呢（数组的每一个元素的类型是一样的） 

 如果没有引用到函数指针数组我们来看一下这个计算器的实现过程：

#include
//定义执行加减乘除的四个运算
int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
int Sub(int x, int y)
{
	return x - y;
}
int Mul(int x, int y)
{
	return x *y;
}
int Div(int x, int y)
{
	return x / y;
}
void menu()
{
	printf("************************\n");
	printf("****1.add  2.sub********\n");
	printf("****3.mul  4.div********\n");
	printf("****0.exit  ************\n");
	printf("************************\n");
}

int main()
{
	int input = 0;
	int x = 0;
	int  y = 0;
	int ret = 0;
	do
	{
		menu();
		printf("请选择：\n");
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		{
		case 1:
			printf("请输入两个操作数：\n");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = Add(x, y);
			printf("%d\n", ret);
			break;
		case 2:
			printf("请输入两个操作数：\n");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = Sub(x, y);
			printf("%d\n", ret);
			break;
		case 3:
			printf("请输入两个操作数：\n");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = Mul(x, y);
			printf("%d\n", ret);
			break;
		case 4:
			printf("请输入两个操作数：\n");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = Div(x, y);
			printf("%d\n", ret);
			break;
		case 0:
			printf("退出计算器\n");
			break;
		defult:
			printf("选择错误重新选择\n");
			break;

		}
	} while (input);

	return 0;
}

但是，这个代码虽然实现了功能，很多代码确实重复了，代码冗余，，第二个这个函数只能实现四个功能，但是像按位与等运算类型本质也是一样的，如果这样写case语句就会越来越长。所以我们需要更好更简洁的代码书写方式：

4.2函数指针数组的使用（转移表）

  看代码：

int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
int Sub(int x, int y)
{
	return x - y;
}
int Mul(int x, int y)
{
	return x *y;
}
int Div(int x, int y)
{
	return x / y;
}
void menu()
{
	printf("************************\n");
	printf("****1.add  2.sub********\n");
	printf("****3.mul  4.div********\n");
	printf("****0.exit  ************\n");
	printf("************************\n");
}

int main()
{
	int input = 0;
	int x = 0;
	int  y = 0;
	int ret = 0;
	int (*pfarr[])(int, int) = { NULL,Add,Sub,Mul,Div };
	//                            0    1   2   3   4
	do
	{
		menu();
		printf("请选择：\n");
		scanf("%d", &input);
		if (input >= 1 && input <= 4)
		{
			printf("请输入两个操作数：\n");
			scanf("%d %d", &x, &y);
			ret = pfarr[input](x, y);
			printf("ret = %d\n", ret);

		}
		else if (input == 0)
		{
			printf("退出计算器\n");
		}
		else
		{
			printf("选择错误，重新选择\n");
		}
		

使用了函数指针，就直接省略了很长的Switch并且冗余的代码，并且后续添加的时候只用修改很小一部分内容。

我们看一下实现效果：

 5.指向函数指针数组的指针

指向函数指针数组的指针是一个指针，指针指向一个数组，数组的元素都是函数指针。

形式：

int （*pf）(int ,int)//这是函数指针

int（*pfarr[4]）(int ,int) //这是函数指针数组

数组可以取地址：&pfarr 这是函数指针数组的指针。

在函数指针数组的基础上得到指向函数指针数组的指针

int (*(*p)[4])(int ,int) = &pfarr

 数组和指针我个人决定就有点像面多加水，水多加面的相互状态，大家可以多多理解使用。这是本期的所有内容。欢迎大家指正与讨论，创作不易，希望可以收获到大家的三连。