详细理解C指针-指针函数与函数指针和回调函数

1、函数指针：

指针函数是指带指针的函数，即本质是一个函数。我们知道函数都又返回类型（如果不返回值，则为无值型），只不过指针函数返回类型是某一类型的指针。其定义格式如下所示：

返回类型标识符*返回名称（形式参数表）

{ 函数体}

返回类型可以是任何基本类型和复合类型。返回指针的函数的用途十分广泛。事实上，每一个函数，即使它不带有返回某种类型的指针，它本身都有一个入口地址，该地址相当于一个指针。比如函数返回一个整型值，实际上也相当于返回一个指针变量的值，不过这时的变量是函数本身而已，而整个函数相当于一个“变量”。例如下面一个返回指针函数的例子：float *find(float(*pionter)[4],int n)/*定义指针函数*/

{

float *pt;

pt=*(pionter+n);

return(pt);

}

main()

{

static float score[][4]={{60,70,80,90},{56,89,34,45},{34,23,56,45}};

float *p;

int i,m;

printf("Enter the number to be found:");

scanf("%d",&m);

printf("the score of NO.%d are:\n",m);

p=find(score,m);

for(i=0;i<4;i++)

printf("%5.2f\t",*(p+i));

}

学生学号从0号算起，函数find()被定义为指针函数，起形参pointer是指针指向包含4个元素的一维数组的指针变量。pointer+1指向score的第一行。*(pointer+1)指向第一行的第0个元素。pt是一个指针变量，它指向浮点型变量。main()函数中调用find()函数，将score 数组的首地址传给pointer.

将字符串1(str1)连接字符串2(str2)，并输出字符串1.

#include "stdio.h"

char * mystrcpy(char * str1,char * str2)

{

char * p;

p=str1;

while(*str1)

str1++;

while(*str1++=*str2++);

return p;

}

int main(void)

{

char str1[]="I LOVE SHY";

char str2[]=" chj!";

char *p;

p=mystrcpy(str1,str2);

printf("%s\n",p);

}

例3：

int * GetDate(int wk,int dy)

{

static int calendar[5][7]=

{

{1,2,3,4,5,6,7},

{8,9,10,11,12,13,14},

{15,16,17,18,19,20,21},

{22,23,24,25,26,27,28},

{29,30,31,-1,0}

};

return (&calendar[wk-1][dy-1]);

}

int main(void)

{

int wk,dy;

do

{

printf("Enter week(1-5)day(1-7)\n");

scanf("%d %d",&wk,&dy);

}

while(wk<1||wk>5||dy<1||dy>7);

printf("%d",*GetDate(wk,dy));

}

2,函数指针：

“函数指针”是指向函数的指针变量，因而“函数指针”本身首先应是指针变量，只不过该指针变量指向函数。这正如用指针变量可指向整型变量、字符型、数组一样，这里是指向函数。如前所述，C在编译时，每一个函数都有一个入口地址，该入口地址就是函数指针所指向的地址。有了指向函数的指针变量后，可用该指针变量调用函数，就如同用指针变量可引用其他类型变量一样，在这些概念上一致的。函数指针有两个用途：调用函数和做函数的参数。函数指针的说明方法为:

函数类型（*指针变量名）(形参列表)；

“函数类型”说明函数的返回类型，由于“()”的优先级高于“*”,所以指针变量名外的括号必不可少，后面的“形参列表”表示指针变量指向的函数所带的参数列表。

例如：

int (*f)(int x);

double (*ptr)(double x);

在定义函数指针时请注意：

函数指针和它指向的函数的参数个数和类型都应该是—致的；

函数指针的类型和函数的返回值类型也必须是一致的。

函数指针的赋值

函数名和数组名一样代表了函数代码的首地址，因此在赋值时，直接将函数指针指向函数名就行了。

例如，

int func(int x); /* 声明一个函数*/

int (*f) (int x); /* 声明一个函数指针*/

f=func; /* 将func函数的首地址赋给指针f */

赋值时函数func不带括号，也不带参数，由于func代表函数的首地址，因此经过赋值以后，指针f就指向函数func(x)的代码的首地址。

与其他指针变量相类似，如果指针变量pi是指向某整型变量i的指针，则*p等于它所指的变量i；如果pf是指向某浮点型变量f的指针，则*pf就等价于它所指的变量f。同样地，*f是指向函数func(x)的指针，则*f就代表它所指向的函数func。所以在执行了f=func;之后，(*f)和func代表同一函数。

由于函数指针指向存储区中的某个函数，因此可以通过函数指针调用相应的函数。现在我们就讨论如何用函数指针调用函数，它应执行下面三步：

首先，要说明函数指针变量。

例如：int (*f)(int x);

其次，要对函数指针变量赋值。

例如：f=func; (func(x)必须先要有定义)

最后，要用(*指针变量)(参数表);调用函数。

例如：(*f)(x);(x必须先赋值)

例1：

int max(int x,int y)

{ return(x>y?x:y);

}

int main(void)

{

int a,b,c;

int (*ptr)(int,int);

scanf("%d,%d",&a,&b);

ptr=max;

c=(*ptr)(a,b);

printf("a=%d,b=%d,max=%d",a,b,c);

return 0;

}

例2：

void FileFunc()

{

printf("FileFunc\n");

}

void EditFunc()

{

printf("EditFunc\n");

}

int main(void)

{

void (*funcp)();

funcp=FileFunc;

(*funcp)();

funcp=EditFunc;

(*funcp)();

}

例3：

ptr 是指向函数的指针变量，所以可把函数max()赋给ptr作为ptr的值，即把max()的入口地址赋给ptr,以后就可以用ptr来调用该函数，实际上ptr和max都指向同一个入口地址，不同就是ptr是一个指针变量，不像函数名称那样是死的，它可以指向任何函数，就看你像怎么做了。在程序中把哪个函数的地址赋给它，它就指向哪个函数。而后用指针变量调用它，因此可以先后指向不同的函数，不过注意，指向函数的指针变量没有++和--运算，用时要小心。

3、函数指针数组

关于函数指针数组的定义

关于函数指针数组的定义方法，有两种：一种是标准的方法；一种是蒙骗法。

第一种，标准方法：

{

分析：函数指针数组是一个其元素是函数指针的数组。那么也就是说，此数据结构是是一个数组，且其元素是一个指向函数入口地址的指针。

根据分析：首先说明是一个数组：数组名[]

其次，要说明其元素的数据类型指针:*数组名[].

再次，要明确这每一个数组元素是指向函数入口地址的指针：函数返回值类型(*数组名[])().请注意，这里为什么要把“*数组名[]”用括号扩起来呢？因为圆括号和数组说明符的优先级是等同的，如果不用圆括号把指针数组说明表达式扩起来，根据圆括号和方括号的结合方向，那么*数组名[]() 说明的是什么呢？是元素返回值类型为指针的函数数组。有这样的函数数祖吗？不知道。所以必须括起来，以保证数组的每一个元素是指针。

}

第二种，蒙骗法：

尽管函数不是变量，但它在内存中仍有其物理地址，该地址能够赋给指针变量。获取函数方法是：用不带有括号和参数的函数名得到。

函数名相当于一个指向其函数入口指针常量。那么既然函数名是一个指针常量，那么就可以对其进行一些相应的处理，如强制类型转换。

那么我们就可以把这个地址放在一个整形指针数组中，然后作为函数指针调用即可。

完整例子：

#include "stdio.h"

int add1(int a1,int b1);

int add2(int a2,int b2);

int main(int argc,char* argv[])

{

int numa1=1,numb1=2;

int numa2=2,numb2=3;

int (*op[2])(int a,int b);

op[0]=add1;

op[1]=add2;

printf("%d %d\n",op[0](numa1,numb1),op[1](numa2,numb2));

getch();

}

int add1(int a1,int b1)

{

return a1+b1;

}

int add2(int a2,int b2)

{

return a2+b2;

}

再给出常用的C变量的定义方式：

a) 一个整型数（An integer）

b) 一个指向整型数的指针（A pointer to an integer）

c) 一个指向指针的的指针，它指向的指针是指向一个整型数（A pointer to a pointer to an integer）

d) 一个有10个整型数的数组（An array of 10 integers）

e) 一个有10个指针的数组，该指针是指向一个整型数的（An array of 10 pointers to integers）

f) 一个指向有10个整型数数组的指针（A pointer to an array of 10 integers）

g) 一个指向函数的指针，该函数有一个整型参数并返回一个整型数（A pointer to a function that takes an integer as an argument and returns an integer）

h) 一个有10个指针的数组，该指针指向一个函数，该函数有一个整型参数并返回一个整型数（An array of ten pointers to functions that take an integer argument and return an

integer ）

答案是：

a) int a; // An integer

b) int *a; // A pointer to an integer

c) int **a; // A pointer to a pointer to an integer

d) int a[10]; // An array of 10 integers

e) int *a[10]; // An array of 10 pointers to integers

f) int (*a)[10]; // A pointer to an array of 10 integers

g) int (*a)(int); // A pointer to a function a that takes an integer argument and returns an integer

h) int (*a[10])(int); // An array of 10 pointers to functions that take an integer argument and return an integer

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程序员常常需要实现回调。本文将讨论函数指针的基本原则并说明如何使用函数指针实现回调。注意这里针对的是普通的函数，不包括完全依赖于不同语法和语义规则的类成员函数（类成员指针将在另文中讨论）。

声明函数指针

回调函数是一个程序员不能显式调用的函数；通过将回调函数的地址传给调用者从而实现调用。要实现回调，必须首先定义函数指针。尽管定义的语法有点不可思议，但如果你熟悉函数声明的一般方法，便会发现函数指针的声明与函数声明非常类似。请看下面的例子：

void f()；// 函数原型

上面的语句声明了一个函数，没有输入参数并返回void。那么函数指针的声明方法如下：void (*) ();

让我们来分析一下，左边圆括弧中的星号是函数指针声明的关键。另外两个元素是函数的返回类型（void）和由边圆括弧中的入口参数（本例中参数是空）。注意本例中还没有创建指针变量-只是声明了变量类型。目前可以用这个变量类型来创建类型定义名及用sizeof 表达式获得函数指针的大小：

// 获得函数指针的大小

unsigned psize = sizeof (void (*) ());

// 为函数指针声明类型定义

typedef void (*pfv) ();

pfv是一个函数指针，它指向的函数没有输入参数，返回类行为void。使用这个类型定义名可以隐藏复杂的函数指针语法。

指针变量应该有一个变量名：

void (*p) (); //p是指向某函数的指针

p是指向某函数的指针，该函数无输入参数，返回值的类型为void。左边圆括弧里星号后的就是指针变量名。有了指针变量便可以赋值，值的内容是署名匹配的函数名和返回类型。例如：

void func()

{

/* do something */

}

p = func;

p的赋值可以不同，但一定要是函数的地址，并且署名和返回类型相同。

传递回调函数的地址给调用者

现在可以将p传递给另一个函数（调用者）- caller()，它将调用p指向的函数，而此函数名是未知的：

void caller(void(*ptr)())

{

ptr(); /* 调用ptr指向的函数*/

}

void func();

int main()

{

p = func;

caller(p); /* 传递函数地址到调用者*/

}

如果赋了不同的值给p（不同函数地址），那么调用者将调用不同地址的函数。赋值可以发生在运行时，这样使你能实现动态绑定。

调用规范

到目前为止，我们只讨论了函数指针及回调而没有去注意ANSI C/C++的编译器规范。许多编译器有几种调用规范。如在Visual C++中，可以在函数类型前加_cdecl，_stdcall或者_pascal来表示其调用规范（默认为_cdecl）。C++ Builder也支持_fastcall调用规范。调用规范影响编译器产生的给定函数名，参数传递的顺序（从右到左或从左到右），堆栈清理责任（调用者或者被调用者）以及参数传递机制（堆栈，CPU寄存器等）。

将调用规范看成是函数类型的一部分是很重要的；不能用不兼容的调用规范将地址赋值给函数指针。例如：

// 被调用函数是以int为参数，以int为返回值

__stdcall int callee(int);

// 调用函数以函数指针为参数

void caller( __cdecl int(*ptr)(int));

// 在p中企图存储被调用函数地址的非法操作

__cdecl int(*p)(int) = callee; // 出错

指针p和callee()的类型不兼容，因为它们有不同的调用规范。因此不能将被调用者的地址赋值给指针p，尽管两者有相同的返回值和参数列。