Cprogramming 简明教程

Function Pointers in C

What is Function Pointer in C?

pointer in C 是一个存储另一个变量地址的变量。类似地，存储函数地址的变量称为 function pointer 或 pointer to a function 。当你想动态调用函数时，函数指针很有用。C 中的回调函数机制依赖于函数指针。

函数指针像普通指针一样指向代码。在函数指针中，函数名可用于获取函数地址。函数也可以作为参数传递，并可以从函数中返回。

Declaring a Function Pointer

你应该有一个将要声明其函数指针的 function 。要在 C 中声明一个函数指针，请编写一个包含其所指向函数的返回类型、指针名称和参数类型的声明语句。

Declaration Syntax

以下是声明函数指针的语法：

function_return_type(*Pointer_name)(function argument list)

Example

下面是在 C 中的一个简单的 hello() 函数：

void hello(){
   printf("Hello World");
}

我们按如下方式声明指向此函数的指针：

void (*ptr)() = &hello;

借助函数指针 " (*ptr)(); "，我们现在可以调用函数。

Function Pointer Example

以下示例演示如何声明和使用函数指针来调用函数。

#include <stdio.h>

// Defining a function
void hello() { printf("Hello World"); }

// The main code
int main() {
  // Declaring a function pointer
  void (*ptr)() = &hello;

  // Calling function using the
  // function poiter
  (*ptr)();

  return 0;
}

Output

当你运行这段代码时，它将产生以下输出：

Hello World

Note : 与通常充当 data pointers 的正常指针不同， function pointer 指向代码。我们可以将函数的名称用作其地址（如数组中的情况）。因此，指向函数 hello() 的指针还可以按如下方式声明：

void (*ptr)() = hello;

Function Pointer with Arguments

还可以为带有参数的函数声明函数指针。在函数声明期间，您需要将特定数据类型作为参数列表提供。

Understanding Function Pointer with Arguments

假设我们有一个名为 addition() 并带有两个参数的函数：

int addition (int a, int b){

   return a + b;
}

为了为上述函数声明函数指针，我们使用两个参数：

int (*ptr)(int, int) = addition;

然后，我们可以通过其指针调用该函数，方法是传递所需的参数。

int z = (*ptr)(x, y);

完整代码如下：

Example of Function Pointer with Arguments

以下是完整代码。它展示了如何通过其指针调用函数：

#include <stdio.h>

int addition (int a, int b){
   return a + b;
}

int main(){

   int (*ptr)(int, int) = addition;
   int x = 10, y = 20;
   int z = (*ptr)(x, y);

   printf("Addition of x: %d and y: %d = %d", x, y, z);

   return 0;
}

当你运行这段代码时，它将产生以下输出：

Addition of x: 10 and y: 20 = 30

Pointer to Function with Pointer Arguments

当主机函数本身作为指针参数时，我们也可以声明函数指针。我们来看看这个示例：

Understanding Pointer to Function with Pointer Arguments

我们有一个 swap() 函数，该函数借助它们的指针交换 "x" 和 "y" 的值：

void swap(int *a, int *b){
   int c;
   c = *a;
   *a = *b;
   *b = c;
}

遵循声明函数指针的语法，可以按如下方式声明：

void (*ptr)(int *, int *) = swap;

为了交换 "x" 和 "y" 的值，将它们的指针传递给上述函数指针：

(*ptr)(&x, &y);

Example of Pointer to Function with Pointer Arguments

以下是此示例的完整代码：

#include <stdio.h>

void swap(int *a, int *b){
   int c;
   c = *a;
   *a = *b;
   *b = c;
}

int main(){

   void (*ptr)(int *, int *) = swap;

   int x = 10, y = 20;
   printf("Values of x: %d and y: %d before swap\n", x, y);

   (*ptr)(&x, &y);
   printf("Values of x: %d and y: %d after swap", x, y);

   return 0;
}

Values of x: 10 and y: 20 before swap
Values of x: 20 and y: 10 after swap

Array of Function Pointers

你也可以按如下语法声明函数指针 array ：

type (*ptr[])(args) = {fun1, fun2, ...};

Example of Array of Function Pointers

我们可以使用通过指针而不是 if-else 或 switch-case statements 动态调用函数的特性。看看以下示例：

#include <stdio.h>

float add(int a, int b){
   return a + b;
}

float subtract(int a, int b){
   return a - b;
}

float multiply(int a, int b){
   return a * b;
}

float divide(int a, int b){
   return a / b;
}

int main(){

   float (*ptr[])(int, int) = {add, subtract, multiply, divide};

   int a = 15, b = 10;

   // 1 for addition, 2 for subtraction
   // 3 for multiplication, 4 for division
   int op = 3;

   if (op > 5) return 0;
   printf("Result: %.2f", (*ptr[op-1])(a, b));

   return 0;
}

运行代码并检查其输出：

Result: 150.00

将 op 变量的值更改为 1、2 或 4 以获取其他函数的结果。