🍏函数指针
2021-1-25
| 2023-8-2
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什么是函数指针?假设有一个指向int类型变量的指针,该指针储存着这个int类型变量储存在内存位置的地址。同样,函数也有地址,因为函数的机器语言实现由载入内存的代码组成。指向函数的指针中储存着函数代码的起始处的地址。
其次,声明一个数据指针时,必须声明指针所指向的数据类型。声明一个函数指针时,必须声明指针指向的函数类型。为了指明函数类型,要指明函数签名,即函数的返回类型和形参类型。例如,考虑下面的函数原型:
ToUpper()函数的类型是“带char * 类型参数、返回类型是void的函数”。下面声明了一个指针pf指向该函数类型:
从该声明可以看出,第1对圆括号把*和pf括起来,表明pf是一个指向函数的指针。因此,(*pf)是一个参数列表为(char *)、返回类型为void的函数。 注意,把函数名ToUpper替换为表达式(*pf)是创建指向函数指针最简单的方式。所以,如果想声明一个指向某类型函数的指针,可以写出该函数的原型后把函数名替换成(*pf)形式的表达式,创建函数指针声明。前面提到过,由于运算符优先级的规则,在声明函数指针时必须把 *和指针名括起来。如果省略第1个圆括号会导致完全不同的情况:
要声明一个指向特定类型函数的指针,可以先声明一个该类型的函数,然后把函数名替换成(*pf)形式的表达式。然后,pf就成为指向该类型函数的指针。 声明了函数指针后,可以把类型匹配的函数地址赋给它。在这种上下文中,函数名可以用于表示函数的地址:
最后一条语句是无效的,不仅因为 ToLower()不是地址,而且ToLower()的返回类型是 void,它没有返回值,不能在赋值语句中进行赋值。注意,指针pf可以指向其他带char *类型参数、返回类型是void的函数,不能指向其他类型的函数。 既然可以用数据指针访问数据,也可以用函数指针访问函数。奇怪的是,有两种逻辑上不一致的语法可以这样做,下面解释:
这两种方法看上去都合情合理。先分析第1种方法:由于pf指向ToUpper函数,那么*pf就相当于ToUpper函数,所以表达式(*pf)(mis)和ToUpper(mis)相同。从ToUpper函数和pf的声明就能看出,ToUpper和(*pf)是等价的。第2种方法:由于函数名是指针,那么指针和函数名可以互换使用,所以pf(mis)和ToUpper(mis)相同。从pf的赋值表达式语句就能看出ToUpper和pf是等价的。由于历史的原因,贝尔实验室的C和UNIX的开发者采用第1种形式,而伯克利的UNIX推广者却采用第2种形式。K&R C不允许第2种形式。但是,为了与现有代码兼容,ANSI C认为这两种形式(本例中是(*pf)(mis)和pf(mis))等价。后续的标准也延续了这种矛盾的和谐。 作为函数的参数是数据指针最常见的用法之一,函数指针亦如此。例如,考虑下面的函数原型:
这看上去让人头晕。它声明了两个形参:fp和str。fp形参是一个函数指针,str是一个数据指针。更具体地说,fp指向的函数接受char * 类型的参数,其返回类型为void;str指向一个char类型的值。因此,假设有上面的声明,可以这样调用函数:
show()如何使用传入的函数指针?是用fp()语法还是(*fp)()语法调用函数:
例如,这里的show()首先用fp指向的函数转换str,然后显示转换后的字符串。 顺带一提,把带返回值的函数作为参数传递给另一个函数有两种不同的方法。例如,考虑下面的语句:
第1条语句传递的是sqrt()函数的地址,假设function1()在其代码中会使用该函数。第2条语句先调用sqrt()函数,然后求值,并把返回值(该例中是2.0)传递给function2()。
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注意,ToUpper()、ToLower()、Transpose()和 Dummy()函数的类型都相同,所以这 4 个函数都可以赋给pfun指针。该程序把pfun作为show()的参数,但是也可以直接把这4个函数中的任一个函数名作为参数,如show(Transpose, copy)。 这种情况下,可以使用typedef。例如,该程序中可以这样写
如果还想更复杂一些,可以声明并初始化一个函数指针的数组:
然后把showmenu()函数的返回类型改为int,如果用户输入u,则返回0;如果用户输入l,则返回2;如果用户输入t,则返回2,以此类推。可以把程序中的switch语句替换成下面的while循环:
虽然没有函数数组,但是可以有函数指针数组。
 
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至于如何处理菜单,showmenu()函数给出了几种技巧。首先,下面的代码:
这两种方法都可以把用户输入的字符转换为一种大小写形式,这样就不用检测用户输入的是'u'还是'U',等等。
eatline()函数丢弃输入行中的剩余字符,在处理这两种情况时很有用。第一,用户为了输入一个选择,输入一个字符,然后按下Enter键,将产生一个换行符。如果不处理这个换行符,它将成为下一次读取的第1个字符。
第二,假设用户输入的是整个单词uppercase,而不是一个字母u。如果 没有eatline()函数,程序会把uppercase中的字符作为用户的响应依次读取。有了eatline(),程序会读取u字符并丢弃输入行中剩余的字符。其次,showmenu()函数的设计意图是,只给程序返回正确的选项。为完成这项任务,程序使用了string.h头文件中的标准库函数strchr():
该函数在字符串"ulton"中查找字符ans首次出现的位置,并返回一个指向该字符的指针。如果没有找到该字符,则返回空指针。因此,上面的while循环头可以用下面的while循环头代替,但是上面的用起来更方便:
待检查的项越多,使用strchr()就越方便。
  • C
  • 其他复杂的声明位操作
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