深入理解指針函數和函數指針

1.指針函數的定義

顧名思義，指針函數即返回指針的函數。其一般定義形式如下：

類型名 *函數名(函數參數表列);

其中，后綴運算符括號“()”表示這是一個函數，其前綴運算符星號“*”表示此函數為指針型函數，其函數值為指針，即它帶回來的值的類型為指針，當調用這個函數后，將得到一個“指向返回值為…的指針（地址），“類型名”表示函數返回的指針指向的類型”。

“(函數參數表列)”中的括號為函數調用運算符，在調用語句中，即使函數不帶參數，其參數表的一對括號也不能省略。其示例如下：

int *pfun(int, int);

由于“*”的優先級低于“()”的優先級，因而pfun首先和后面的“()”結合，也就意味著，pfun是一個函數。即：

int *(pfun(int, int));

接著再和前面的“*”結合，說明這個函數的返回值是一個指針。由于前面還有一個int，也就是說，pfun是一個返回值為整型指針的函數。

我們不妨來再看一看，指針函數與函數指針有什么區別？

int (*pfun)(int, int);

通過括號強行將pfun首先與“*”結合，也就意味著，pfun是一個指針，接著與后面的“()”結合，說明該指針指向的是一個函數，然后再與前面的int結合，也就是說，該函數的返回值是int。由此可見，pfun是一個指向返回值為int的函數的指針。

雖然它們只有一個括號的差別，但是表示的意義卻截然不同。函數指針的本身是一個指針，指針指向的是一個函數。指針函數的本身是一個函數，其函數的返回值是一個指針。

2. 用函數指針作為函數的返回值

在上面提到的指針函數里面，有這樣一類函數，它們也返回指針型數據（地址），但是這個指針不是指向int、char之類的基本類型，而是指向函數。對于初學者，別說寫出這樣的函數聲明，就是看到這樣的寫法也是一頭霧水。比如,下面的語句：

int (*ff(int))(int *, int);

我們用上面介紹的方法分析一下，ff首先與后面的“()”結合，即：

int (*(ff(int)))(int *, int); // 用括號將ff(int)再括起來

也就意味著，ff是一個函數。

接著與前面的“*”結合，說明ff函數的返回值是一個指針。然后再與后面的“()”結合，也就是說，該指針指向的是一個函數。

這種寫法確實讓人非常難懂，以至于一些初學者產生誤解，認為寫出別人看不懂的代碼才能顯示自己水平高。而事實上恰好相反，能否寫出通俗易懂的代碼是衡量程序員是否優秀的標準。一般來說，用typedef關鍵字會使該聲明更簡單易懂。在前面我們已經見過：

int (*PF)(int *, int);

也就是說，PF是一個函數指針“變量”。當使用typedef聲明后，則PF就成為了一個函數指針“類型”，即：

typedef int (*PF)(int *, int);

這樣就定義了返回值的類型。然后，再用PF作為返回值來聲明函數:

PF ff(int);

下面將以程序清單1為例，說明用函數指針作為函數的返回值的用法。當程序接收用戶輸入時，如果用戶輸入d，則求數組的最大值，如果輸入x，則求數組的最小值，如果輸入p，則求數組的平均值。

程序清單 1 求最值與平均值示例

1 #include<stdio.h>
2 #include <assert.h>
3 double GetMin(double *dbData, int iSize) // 求最小值
4 {
5 double dbMin;
6 int i;
7
8 assert(iSize>0);
9 dbMin=dbData[0];
10 for (i=1; i<iSize; i++){
11 if (dbMin>dbData[i]) {
12 dbMin=dbData[i];
13 }
14 }
15 return dbMin;
16 }
17
18 double GetMax(double *dbData, int iSize) // 求最大值
19 {
20 double dbMax;
21 int i;
22
23 assert(iSize>0);
24 dbMax=dbData[0];
25 for (i=1; i<iSize; i++){
26 if (dbMax< dbData[i]) {
27 dbMax=dbData[i];
28 }
29 }
30 return dbMax;
31 }
32
33 double GetAverage(double *dbData, int iSize) // 求平均值
34 {
35 double dbSum=0;
36 int i;
37
38 assert(iSize>0);
39 for (i=0; i<iSize; i++)
40 {
41 dbSum+=dbData[i];
42 }
43 return dbSum/iSize;
44 }
45
46 double UnKnown(double *dbData, int iSize) // 未知算法
47 {
48 return 0;
49 }
50
51 typedef double (*PF)(double *dbData, int iSize); // 定義函數指針類型
52 PF GetOperation(char c) // 根據字符得到操作類型，返回函數指針
53 {
54 switch (c)
55 {
56 case 'd':
57 return GetMax;
58 case 'x':
59 return GetMin;
60 case 'p':
61 return GetAverage;
62 default:
63 return UnKnown;
64 }
65 }
66
67 int main(void)
68 {
69 double dbData[]={3.1415926, 1.4142, -0.5,999, -313, 365};
70 int iSize=sizeof(dbData)/sizeof(dbData[0]);
71 char c;
72
73 printf("Please input the Operation :\n");
74 c=getchar();
75 printf("result is %lf\n", GetOperation(c)(dbData,iSize)); // 通過函數指針調用函數
76 }

上述程序中前面4個函數分別實現求最大值、最小值、平均值和未知算法，然后實現了GetOperation函數。這個函數根據字符的返回值實現上面4個函數。它是以函數指針的形式返回的，從后面的main函數的GetOperation(c)(dbData, iSize)可以看出，通過這個指針可以調用函數。

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