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[C++知识库]梦开始的地方 —— C语言: 函数指针+函数指针数组+指向函数指针数组的指针

一、函数指针

1. 函数指针定义

整形指针是指向整形的指针：存放整形的地址

数组指针是指向数组的指针：存放数组的地址

那么函数指针？它也是一个指针，这个指针指向的是一个函数，它里面存放的是函数的地址。

来看一段代码

#include <stdio.h>

int add(int a, int b)
{
	return a + b;
}
int main()
{
	int (*pf)(int, int) = &add;
	int ret = (*pf)(10, 20);
	printf("%d\n", ret);

	return 0;
}

*pf被括号括起来说明它是一个指针，这个指针指向是一个函数
(int, int)说明这个函数有两个参数，都是int类型的
最左边那个int ,说明函数的返回值是int
我们知道把变量名去掉剩下的就是它的类型int (*)(int, int)

这就是函数指针的一个简单运用

又或者是这么一段代码

#include <stdio.h>

void prt(const char* str)
{

}
int main()
{
	void (*pf)(const char*) = &prt;

	return 0;
}

这段代码也是定义一个函数指针
它的参数是const char*
它的返回值类型void

其实参数列表也是可以写形参名的

int (*pf)(int x, int y) = Add;//这种写法也是正确的

2.函数指针的使用

我们再来看一段代码

#include <stdio.h>

int add(int a, int b)
{
	return a + b;
}
int main()
{

	printf("%p\n", &add);
	printf("%p\n", add);

	return 0;
}

输出结果

00007FF61D9213DE
00007FF61D9213DE

我们发现&add和add的地址是相同的，也就是说 add和&add这两种写法没有任何区别，那么最开始的示例代码就可以写成这样

#include <stdio.h>

int add(int a, int b)
{
	return a + b;
}

int main()
{
	int (*pf)(int, int) = add;
	printf("%d\n",(*pf)(10, 20));

	return 0;
}

其实使用函数指针的时候，这个*每有太大的意义，其实就是提高可读性。更容易看出来这时一个函数指针。

但这个*可写可不写，甚至写多个都是一样的效果

#include <stdio.h>

int add(int a, int b)
{
	return a + b;
}

int main()
{
	int (*pf)(int, int) = add;
    //下面三种写法没啥区别
	int ret1 = (********pf)(100, 200);
	int ret2 = pf(200, 300);
	int ret3 = (*pf)(300, 400);
	printf("%d\n", ret1);
	printf("%d\n", ret2);
	printf("%d\n", ret3);

	return 0;
}

3. 解读函数指针代码

代码示例1：

这段代码是在干嘛？

(*(void (*)())0)();

0是一个整形
一个函数指针去掉它的变量名就是它的指针类型，其实可以写成这样void (*p)()，这就是一个函数指针
把变量名去掉，而void(*)()它是一个函数指针类型，这个函数的返回类型是void，参数为空。
加上圆括号(void(*)())0，这就是在进行强制类型转换，将0强制类型转换成了一个函数指针类型。
将int类型的0强制类型转换为指针类型，那它就变成了地址。地址就是数字，那么0就是地址
此时就把0当做void(*)()类型函数的地址
对它进行解引用*((void)(*)())0，拿到的就是这个函数。类似于
```
int (*pf)(int, int) = &add;
(*pf)
```
然后最后面的那对圆括号就是给函数传参，它这个函数是无参的啊。
最后就变成(*(void (*)())0)(),对函数指针解引用传递参数
```
int (*pf)(int, int) = &add;
(*pf)(10, 20);
```
这段代码用一句话来说就是：调用0地址处的函数，该函数无参数，返回类型为void
将0进行强制类型转换，它认为0地址就是放的就是这么一个函数，再*解引用进行调用。
我们知道对函数指针的使用，可以不用*解引用，那么那代码又可以写成
((void (*)())0)()
注意：0地址是不能被我们使用的，它是被系统所使用的。

代码示例2：

这段代码又是在干嘛？

void (*signal(int, void(*)(int)))(int);

这是一个函数声明！
signal(int, void(*)(int))这一段可以看出，signal是一个函数
该函数有两个参数，第一参数的类型是int，第二参数的类型是一个函数指针 void(*)(int),该函数指针指向的函数有一个参数，类型为int，该函数的返回值为void
我们把signal函数去掉，就变成了该函数的返回类型void (*)(int)
signal函数的返回类型是一个函数指针，该函数指针指向的函数，参数为int，返回类型为void

在这里插入图片描述

其实这段代码难以理解和C语言的语法有关，假设代码可以这么写，注意这里是假设。
```
void (*)(int) signal(int, void(*)(int));
```
- 这是signal函数的定义，该函数有两个参数，一个是int，一个是一个函数指针，指向的函数返回值为void，参数为int
- 而signal函数的返回值是一个函数指针 void (*)int，这个函数指针指向的函数返回值为void，参数为int

我们还可以对这个代码进行简化，使用typedef对函数指针类型进行重命名。

void (*signal(int, void(*)(int)))(int);
typedef void(*p_func)(int);
p_func signal(int, p_func);

typedef是对类型进行重命名的，我们对void (*)(int)进行重命名，重命名成p_func

本能写法应该是这样
```
typedef void(*)(int) p_func； //这种写法是错误的
```
但C语言的写法偏不是这样，正确写法
```
typedef void(*p_func)(int);
```
于是我们这样就把signal函数声明简化了

这两个代码出自《C/C++陷阱和缺陷》

二、函数指针数组

函数指针是指向函数的指针

指针数组是一个数组，存放的是指针。

比如整形指针数组里面存放的就是整形指针，字符指针数组，里面存的就是字符指针。

int* pArr[10];//里面存放的是 int* 类型的指针

同样函数指针数组，里面存放的函数指针

那函数指针数组怎么定义呢？

#include <stdio.h>

int Add(int a, int b)
{
	return a + b;
}
int Sub(int a, int b)
{
	return a - b;
}
int main()
{
	//这是两个函数指针
	int (*pf1)(int, int) = Add;
	int (*pf2)(int, int) = Sub;
	//这是函数指针数组
	int (*pfArr[2])(int, int) = { Add,Sub };

	return 0;
}

pfArr和[2]结合说明他是一个数组，数组有两个元素
pfArr[2]和*再结合它就时一个函数指针数组
*(pfArr[2])(int,int)，数组里的函数有两个参数，类型为int
最左边的int是数组里函数的返回类型，我们可以把数组去掉
pfArr和[2]结合说明他是一个数组，int (*)(int, int)，就是数组里每个元素的类型
每个元素是一个函数指针，指向的函数的参数为两个int，返回类型为int

三、指向函数指针数组的指针

函数指针数组他是一个数组，里面存放的是函数指针。那么对这个函数指针数组取地址，是不是要拿一个指针接收，这个指针就是指向函数指针数组的指针

代码示例

#include <stdio.h>

int Add(int a, int b)
{
	return a + b;
}
int Sub(int a, int b)
{
	return a - b;
}


int main()
{
	//函数指针
	int (*pf)(int, int) = Add;
	//函数指针数组
	int (*pfArr[4])(int, int) = { pf ,Sub};
	//指向函数指针数组的指针
	int (*(*ppf_Arr)[4])(int, int) = &pfArr;

	return 0;
}

(*ppf_Arr)说明ppf_Arr一个指针
(*ppf_Arr)[4]说明ppf_Arr指针指向了一个数组，该数组有四个元素
把变量名和元素个数去掉就是int (*)(int, int)
说明该数组每个元素的类型是一个函数指针，指向的函数参数是两个int，函数的返回值也是int

四、回调函数

回调函数就是一个通过函数指针调用的函数。如果你把函数的指针（地址）作为参数传递给另一
个函数，当这个指针被用来调用其所指向的函数时，我们就说这是回调函数。回调函数不是由该
函数的实现方直接调用，而是在特定的事件或条件发生时由另外的一方调用的，用于对该事件或
条件进行响应

下面就来实现一个最简单的回调函数

通过test2函数间接调用test1函数，test2函数是需要的参数是一个指针，指向了一个无参数返回类型为void的函数。而test1就是，把test函数作为参数传递给test2函数，让test2去调用test1这就是回调函数

#include <stdio.h>

void test1()
{
	printf("hello ");
}
void test2(void (*pf)())
{
	pf();
	printf("world\n");
}

int main()
{
	test2(test1);

	return 0;
}