逍遥自在学C语言 | 指针函数与函数指针

前言

在C语言中，指针函数和函数指针是强大且常用的工具。它们允许我们以更灵活的方式处理函数和数据，进而扩展程序的功能。

本文将介绍指针函数和函数指针的概念，并讲解一些常见的应用示例。

一、人物简介

• 第一位闪亮登场，有请今后会一直教我们C语言的老师 —— 自在。

• 第二位上场的是和我们一起学习的小白程序猿 —— 逍遥。

二、指针函数

• 指针函数是返回指针的函数，它的声明和定义与普通函数类似，但返回类型是一个指针类型。

• 指针函数可以用于返回数组、字符串或动态分配的内存等。

• 示例代码

#include <stdio.h>

int* getArray() {
    static int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    return arr;
}

int main() {
    int* ptr = getArray();

    printf("Array elements: ");
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", ptr[i]);
    }

    return 0;
}

• 在上面的示例中，getArray()函数返回一个指向静态整数数组的指针

• 在main()函数中，我们通过指针访问并打印数组的元素

• 输出结果

Array elements: 1 2 3 4 5

三、函数指针

• 函数指针是指向函数的指针变量。

• 通过函数指针，我们可以将函数作为参数传递给其他函数、在运行时动态选择要调用的函数等。

• 示例代码

#include <stdio.h>

/* 加法运算 */
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

/* 减法运算 */
int subtract(int a, int b) {
    return a - b;
}

void calculate(int (*operation)(int, int), int a, int b) {
    int result = operation(a, b);
    printf("Result: %d\n", result);
}

int main() {
    int x = 10, y = 5;

    calculate(add, x, y);
    calculate(subtract, x, y);

    return 0;
}

• 在上面的示例中，calculate()函数接受一个函数指针参数operation，该参数指向一个具有两个整数参数和整数返回值的函数。

• 在main()函数中，我们使用calculate()函数来执行加法和减法运算。

• 运行结果

Result: 15
Result: 5

四、指针函数的应用

指针函数在以下情况下特别有用：

• 动态分配内存：指针函数可以返回动态分配的内存，允许在运行时灵活地分配和释放内存。

• 返回数组或字符串：通过指针函数，可以方便地返回数组或字符串，而无需将它们作为函数参数传递或使用全局变量。

• 示例代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

char* createString() {
    char* str = (char*)malloc(sizeof(char) * 10);
    strcpy(str, "Hello");
    return str;
}

int main() {
    char* ptr = createString();
    printf("String: %s\n", ptr);
    free(ptr);

    return 0;
}

• 在上面的示例中，createString()函数动态分配了一个大小为10的字符数组，并将字符串"Hello"复制到该数组中。

• 然后，它返回该数组的指针。在main()函数中，我们打印并释放该字符串。

String: Hello

五、函数指针的应用

函数指针具有以下应用场景：

• 回调函数：函数指针可用于实现回调机制，其中一个函数作为参数传递给另一个函数，并在需要时被调用。

• 运行时函数选择：函数指针允许根据运行时的条件选择要调用的函数，从而实现动态的程序行为。

• 示例代码

#include <stdio.h>

void greet_english() {
    printf("Hello!\n");
}

void greet_spanish() {
    printf("Hola!\n");
}

void greet_french() {
    printf("Bonjour!\n");
}

int main() {
    int choice;

    // 声明函数指针，并初始化为NULL
    void (*greet)() = NULL;

    printf("请选择要使用的语言：\n");
    printf("1. 英语\n");
    printf("2. 西班牙语\n");
    printf("3. 法语\n");
    printf("\n请输入对应的数字:");
    scanf("%d", &choice);
	printf("\n");
    // 根据用户的选择设置函数指针
    if (choice == 1) {
        greet = greet_english;
    } else if (choice == 2) {
        greet = greet_spanish;
    } else if (choice == 3) {
        greet = greet_french;
    } else {
        printf("无效的选择！\n");
        return 0;
    }

    // 如果函数指针不为NULL，则调用相应的函数
    if (greet != NULL) {
        greet();
    }

    return 0;
}

• 在这个例子中，我们定义了三个不同的打招呼函数：greet_english、greet_spanish和greet_french。
• 在main函数中，我们声明了一个函数指针greet，并将其初始化为NULL。
• 用户可以选择要使用的语言，然后根据选择将函数指针greet设置为相应的函数地址。
• 最后，如果函数指针不为NULL，则调用相应的函数。
• 运行结果

请选择要使用的语言：
1. 英语
2. 西班牙语
3. 法语

请输入对应的数字:3

Bonjour!

小结

通过这篇文章，我们学会了

1、指针函数的概念

2、函数指针的概念

3、指针函数的应用

4、函数指针的应用

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