[转]函数指针
前面部分转载自:http://blog.pfan.cn/whyhappy/6030.html
后面部分摘自:《系统程序员成长计划》
函数名与函数指针
一 通常的函数调用
一个通常的函数调用的例子:
//自行包含头文件
void
MyFun(int x); //此处的申明也可写成:void MyFun( int );
int main(int argc, char*
argv[])
{
MyFun(10); //这里是调用MyFun(10);函数
return
0;
}
void MyFun(int
x) //这里定义一个MyFun函数
{
printf(“%d\n”,x);
}
这个MyFun函数是一个无返回值的函数,它并不完成什么事情。这种调用函数的格式你应该是很熟悉的吧!看主函数中调用MyFun函数的书写格式:
MyFun(10);
我们一开始只是从功能上或者说从数学意义上理解MyFun这个函数,知道MyFun函数名代表的是一个功能(或是说一段代码)。
直到——
学习到函数指针概念时。我才不得不在思考:函数名到底又是什么东西呢?
(不要以为这是没有什么意义的事噢!呵呵,继续往下看你就知道了。)
二
函数指针变量的申明
就象某一数据变量的内存地址可以存储在相应的指针变量中一样,函数的首地址也以存储在某个函数指针变量里的。这样,我就可以通过这个函数指针变量来调用所指向的函数了。
在C系列语言中,任何一个变量,总是要先申明,之后才能使用的。那么,函数指针变量也应该要先申明吧?那又是如何来申明呢?以上面的例子为例,我来申明一个可以指向MyFun函数的函数指针变量FunP。下面就是申明FunP变量的方法:
void
(*FunP)(int) ; //也可写成void (*FunP)(int
x);
你看,整个函数指针变量的申明格式如同函数MyFun的申明处一样,只不过——我们把MyFun改成(*FunP)而已,这样就有了一个能指向MyFun函数的指针FunP了。(当然,这个FunP指针变量也可以指向所有其它具有相同参数及返回值的函数了。)
三
通过函数指针变量调用函数
有了FunP指针变量后,我们就可以对它赋值指向MyFun,然后通过FunP来调用MyFun函数了。看我如何通过FunP指针变量来调用MyFun函数的:
//自行包含头文件
void
MyFun(int x); //这个申明也可写成:void MyFun( int );
void (*FunP)(int
); //也可申明成void(*FunP)(int x),但习惯上一般不这样。
int main(int argc, char*
argv[])
{
MyFun(10); //这是直接调用MyFun函数
FunP=&MyFun; //将MyFun函数的地址赋给FunP变量
(*FunP)(20); //这是通过函数指针变量FunP来调用MyFun函数的。
}
void
MyFun(int
x) //这里定义一个MyFun函数
{
printf(“%d\n”,x);
}
请看黑体字部分的代码及注释。
运行看看。嗯,不错,程序运行得很好。
哦,我的感觉是:MyFun与FunP的类型关系类似于int 与int
*的关系。函数MyFun好像是一个如int的变量(或常量),而FunP则像一个如int *一样的指针变量。
int
i,*pi;
pi=&i; //与FunP=&MyFun比较。
(你的感觉呢?)
呵呵,其实不然——
四
调用函数的其它书写格式
函数指针也可如下使用,来完成同样的事情:
//自行包含头文件
void MyFun(int
x);
void (*FunP)(int ); //申明一个用以指向同样参数,返回值函数的指针变量。
int main(int
argc, char*
argv[])
{
MyFun(10); //这里是调用MyFun(10);函数
FunP=MyFun; //将MyFun函数的地址赋给FunP变量
FunP(20); //这是通过函数指针变量来调用MyFun函数的。
return
0;
}
void MyFun(int
x) //这里定义一个MyFun函数
{
printf(“%d\n”,x);
}
我改了黑体字部分(请自行与之前的代码比较一下)。
运行试试,啊!一样地成功。
咦?
FunP=MyFun;
可以这样将MyFun值同赋值给FunP,难道MyFun与FunP是同一数据类型(即如同的int
与int的关系),而不是如同int
与int*的关系了?(有没有一点点的糊涂了?)
看来与之前的代码有点矛盾了,是吧!所以我说嘛!
请容许我暂不给你解释,继续看以下几种情况(这些可都是可以正确运行的代码哟!):
代码之三:
int
main(int argc, char*
argv[])
{
MyFun(10); //这里是调用MyFun(10);函数
FunP=&MyFun; //将MyFun函数的地址赋给FunP变量
FunP(20); //这是通过函数指针变量来调用MyFun函数的。
return
0;
}
代码之四:
int main(int argc, char*
argv[])
{
MyFun(10); //这里是调用MyFun(10);函数
FunP=MyFun; //将MyFun函数的地址赋给FunP变量
(*FunP)(20); //这是通过函数指针变量来调用MyFun函数的。
return
0;
}
真的是可以这样的噢!
(哇!真是要晕倒了!)
还有呐!看——
int main(int argc, char*
argv[])
{
(*MyFun)(10); //看,函数名MyFun也可以有这样的调用格式
return
0;
}
你也许第一次见到吧:函数名调用也可以是这样写的啊!(只不过我们平常没有这样书写罢了。)
那么,这些又说明了什么呢?
呵呵!假使我是“福尔摩斯”,依据以往的知识和经验来推理本篇的“新发现”,必定会由此分析并推断出以下的结论:
1.
其实,MyFun的函数名与FunP函数指针都是一样的,即都是函数指针。MyFun函数名是一个函数指针常量,而FunP是一个函数数指针变量,这是它们的关系。
2.
但函数名调用如果都得如(*MyFun)(10);这样,那书写与读起来都是不方便和不习惯的。所以C语言的设计者们才会设计成又可允许MyFun(10);这种形式地调用(这样方便多了并与数学中的函数形式一样,不是吗?)。
3.
为统一起见,FunP函数指针变量也可以FunP(10)的形式来调用。
4.
赋值时,即可FunP=&MyFun形式,也可FunP=MyFun。
上述代码的写法,随便你爱怎么着!
请这样理解吧!这可是有助于你对函数指针的应用喽!
最后——
补充说明一点:在函数的申明处:
void
MyFun(int ); //不能写成void (*MyFun)(int )。
void (*FunP)(int ); //不能写成void
FunP(int )。
(请看注释)这一点是要注意的。
五
定义某一函数的指针类型:
就像自定义数据类型一样,我们也可以先定义一个函数指针类型,然后再用这个类型来申明函数指针变量。
我先给你一个自定义数据类型的例子。
typedef
int* PINT; //为int* 类型定义了一个PINT的别名
int main()
{
int x;
PINT
px=&x; //与int * px=&x;是等价的。PINT类型其实就是int *
类型
*px=10; //px就是int*类型的变量
return
0;
}
根据注释,应该不难看懂吧!(虽然你可能很少这样定义使用,但以后学习Win32编程时会经常见到的。)
下面我们来看一下函数指针类型的定义及使用:(请与上对照!)
//自行包含头文件
void
MyFun(int x); //此处的申明也可写成:void MyFun( int );
typedef void (*FunType)(int
); //这样只是定义一个函数指针类型
FunType
FunP; //然后用FunType类型来申明全局FunP变量
int main(int argc, char*
argv[])
{
//FunType FunP; //函数指针变量当然也是可以是局部的 ,那就请在这里申明了。
MyFun(10);
FunP=&MyFun;
(*FunP)(20);
return
0;
}
void MyFun(int
x)
{
printf(“%d\n”,x);
}
看黑体部分:
首先,在void (*FunType)(int
); 前加了一个typedef 。这样只是定义一个名为FunType函数指针类型,而不是一个FunType变量。
然后,FunType
FunP; 这句就如PINT
px;一样地申明一个FunP变量。
其它相同。整个程序完成了相同的事。
这样做法的好处是:
有了FunType类型后,我们就可以同样地、很方便地用FunType类型来申明多个同类型的函数指针变量了。如下:
FunType
FunP2;
FunType FunP3;
//……
六
函数指针作为某个函数的参数
既然函数指针变量是一个变量,当然也可以作为某个函数的参数来使用的。所以,你还应知道函数指针是如何作为某个函数的参数来传递使用的。
给你一个实例:
要求:我要设计一个CallMyFun函数,这个函数可以通过参数中的函数指针值不同来分别调用MyFun1、MyFun2、MyFun3这三个函数(注:这三个函数的定义格式应相同)。
实现:代码如下:
//自行包含头文件
void MyFun1(int x);
void MyFun2(int x);
void MyFun3(int
x);
typedef void (*FunType)(int ); //②. 定义一个函数指针类型FunType,与①函数类型一至
void
CallMyFun(FunType fp,int x);
int main(int argc, char*
argv[])
{
CallMyFun(MyFun1,10); //⑤.
通过CallMyFun函数分别调用三个不同的函数
CallMyFun(MyFun2,20);
CallMyFun(MyFun3,30);
}
void
CallMyFun(FunType fp,int x) //③. 参数fp的类型是FunType。
{
fp(x);//④.
通过fp的指针执行传递进来的函数,注意fp所指的函数是有一个参数的
}
void MyFun1(int x) // ①.
这是个有一个参数的函数,以下两个函数也相同
{
printf(“函数MyFun1中输出:%d\n”,x);
}
void
MyFun2(int x)
{
printf(“函数MyFun2中输出:%d\n”,x);
}
void MyFun3(int
x)
{
printf(“函数MyFun3中输出:%d\n”,x);
}
输出结果:略
分析:(看我写的注释。你可按我注释的①②③④⑤顺序自行分析。)
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以下附加《系统程序员成长计划》中关于函数指针的一段内容:
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大部分初学者在编写双向链表时,为了验证相关函数工作是否正常,都会编写一个
dlist_print的函数,它的功能是在屏幕上 打印出整个双向链表中的数据。从客观上讲,用
dlist_print输出的信息来判断dlist的正确性不是最好的办法,不过脑袋里有质量概念总是值
得表 扬的。当把专用的双向链表演化成通用的双向链表时,编写一个dlist_print已经不那么
简单了。这里我们请读者写一个dlist_printf函 数,看看会遇到什么问题。
在专用双向链表中,dlist_printf的实现非常简单,如果里面存放的是整数,用”%d”打印,
存放的字符串,用”%s”打印。现在的麻烦在于双向链表是通用的,我们无法预知其中存在
的数据类型,也就是我们要面对数据类型的变化。怎么办呢?初学者常见的做法有:
1.实现多个函数,需要哪个就用哪个。比如实现的有dlist_print_int用来打印存放整数的双向
链表,dlist_print_string用来打印存放字符串的双向链表,如此等等,其它类型都有自己的打
印函数。
这种做法的缺点有:一是每个函数的实现方式类似,造成大量重复的代码。二是数据类型的
种类不确定,每种数据类型都要写一个print函数,当要存放新的数据类型时,需要修改
dlist的实现。
2.传入一个附加参数来决定如何打印。比如传入1表示按整数方式打印,传入2表示按字符
串方式打印,以此类推。
这种做法比第一种好一点,至少不会造成大量重复的代码。但是同样存在增加新类型时要修
改dlist_print函数的问题。
3调用dlist的接口函数获取每一个位置的数据并打印出来。
它可以避免前面两种方法的缺点,而且是一种很直观的方式。奇怪的是偏偏很少有人这样去
做,原因可能有两个,其一是太拘泥于传统的实现方式而没有想到这一种。其二是担心性能
问题,因为通过索引取值,每一次都从头开始定位,其性能开销为O(n*n)。
其实这种方法是可以接受的,dlist_print是用于辅助测试,我们并不在乎它的性能开销,而
且很少在链表中存放成千上万的数据,它带来的性能影响也没有想的那样严重。
不过在这里我们要介绍一种新的方法:
dlist_print的大体框架为:
DListNode* iter = thiz->first;
while(iter != NULL)
{
print(iter->data);
iter = iter->next;
}
在上面代码中,我们主要是不知道如何实现print(iter->data);这行代码。可是谁知道呢?很明
显,调用者知道,因为调用者知道 里面存放的数据类型。OK,那让调用者来做好了,调用
者调用dlist_print时提供一个函数给dlist_print调用,这种回调调用者提供的函 数的方法,
我们可以称它为回调函数法。
调用者如何提供函数给dlist_print呢?当然是通过函数指针了。变量指针指向的是一块数据,
指针指向不同的变量,则取到的是不同的数据。函 数指针指向的是一段代码(即函数),
指针指向不同的函数,则具有不同的行为。函数指针是实现多态的手段,多态就是隔离变化
的秘诀,这里只是一个开端,后面 我们会逐步的深入学习。
回到正题上,我们看如何实现dlist_print:
定义函数指针类型:
typedef DListRet (*DListDataPrintFunc)(void* data);
声明dlist_print函数:
DListRet dlist_print(DList* thiz, DListDataPrintFunc print);
实现dlist_print函数:
DListRet dlist_print(DList* thiz, DListDataPrintFunc print)
{
DListRet ret = DLIST_RET_OK;
DListNode* iter = thiz->first;
while(iter != NULL)
{
print(iter->data);
iter = iter->next;
}
return ret;
}
调用方法
static DListRet print_int(void* data)
{
printf("%d ", (int)data);
return DLIST_RET_OK;
}
…
dlist_print(dlist, print_int);
所有问题都解决了,是不是很简单?