函数指针(function pointer)
函数指针是一个指向函数的指针,例如void (*print)(PrintType *pt);
。
- 切记,不能写成
void *print(PrintType *pt);
,仅仅是去掉了一个括号,这两者是有着天壤之别的。去掉括号代表了一个函数,它的返回类型是void *
,拥有括号则是一个函数指针。 - 在对一个函数指针进行赋值操作的时候,右值应当是一个函数名,他们的类型相同。当且仅当两个函数拥有相同的参数类型和返回类型,那么,我们说,这两个函数的类型是相同的。
#include <cstdio>
typedef int PrintType;
void printInt(PrintType pt){
printf("%d\n",pt);
}
int main(){
void (*print)(PrintType) = printInt; //声明print并赋值
print(9);
/*输出
*9
*/
}
事实上,对于第10行的void (*print)(PrintType) = printInt;
,你也可以选择void (*print)(PrintType) = &printInt;
,函数指针储存的是函数的地址,但因为在C语言中,函数名是唯一的,所以,一个函数名就能说明它的地址。
这个说法在C++中似乎有点说不清楚,因为C++支持函数重载,那么在同名函数的情况下,结果又会如何呢?
#include <cstdio>
typedef int PrintType;
void printInt(PrintType pt){
printf("%d\n",pt);
}
void printInt(PrintType pt1,PrintType pt2){
printf("%d %d\n",pt1,pt2);
}
int main(){
void (*print)(PrintType) = printInt; //
print(9);
/*输出
*9
*/
void (*new_print)(PrintType,PrintType) = (void (*)(PrintType,PrintType))print;
new_print(9,0);
/*输出
*9
*/
new_print = printInt;
new_print(9,0);
/*输出
*9 0
*/
}
我们发现,我们重载了printInt
之后,print
函数还是指向了但参数的printInt
,可见,函数指针能够在同名函数中选择与其类型匹配的函数形式。
接下来,我们对print进行了强制类型转换,并把它赋值给新的函数指针,new_print
,然而,当我们使用它的时候,它只输出了一个9!!!
可见,new_print
依旧指向的是单参数的printInt
。
我们可能会对之前的结论,产生怀疑,验证一下,new_print = printInt;
,输出9 0
。之前的结论正确,但需要说明的是,强制类型转换不能使函数指针指向的对象也改变,这也恰好证明了另一个事实:
- 函数重载时,同名函数拥有不同的地址。
这就是函数指针的基础用法,可这有什么用呢?函数指针的应用非常广泛,比如下面,将要提到的这个例子。
面向对象编程方法的C语言实现
- 面向对象的编程方法,在现代的编程语言中被广泛使用,传统的C语言,在拥有了函数指针之后,也可以进行类似面向对象的编程方法。面向对象的编程方法有利与我们写出更加优美的结构,让代码的维护更加轻松。
/*函数指针实例
*使用C语言的方式进行面向对象编程
*/
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
typedef int StackType;
typedef struct stack Stack;
struct stack{
//field
StackType Data[100];
int Top;
//method
StackType (*Pop)(Stack *);
void (*Push)(Stack *, StackType);
};
StackType pop(Stack *s){
return s->Data[s->Top--];
}
void push(Stack *s, StackType D){
s->Data[++s->Top] = D;
}
int main(){
Stack s = { .Data={0}, .Top=-1, .Pop=pop, .Push=push };
/*构造器
*利用结构体初始化的语法,将pop赋值给Pop,push赋值给Push
*/
s.Push(&s,1);
s.Push(&s,4);
s.Push(&s,5);
s.Push(&s,7);
printf("%d ",s.Pop(&s));
printf("%d ",s.Pop(&s));
printf("%d ",s.Pop(&s));
printf("%d ",s.Pop(&s));
/*输出
*7 5 4 1 //末尾有空格
*/
}
虽然还是不够完善,我们会发现s在调用Push
或者Pop
方法的时候还是需要传入自身的地址,但我们成功使用了C语言来模拟面向对象的过程。
事实上,面向对象的编程语言只是把这个&s
给隐藏了而已,面向对象的编程语言,在执行方法的时候,会将一个self
指针也一并传入函数中,比如Python,只是你不需要写,编译器给你优化好了而已。