C/C++ 函数指针与指针函数

发布于 2020-9-30 09:58
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1 什么是指针?


定义:指针是程序数据在内存中的地址,而指针变量是用来保存这些地址的变量;C/C++ 函数指针与指针函数-开源基础软件社区

上面一个 4GB 的内存可以存放 2^32 字节的数据。左侧连续的十六进制编号就是内存地址,每个内存地址对应一个字节的内存空间。而指针变量保存的就是这个编号,也即内存地址。

 

指针的声明:

 

指针其实就是一个变量,指针的声明方式与一般的变量声明类似,如下:

int *p;         // 声明一个 int 类型的指针 p,该指针指向一个int类型的对象
char *p         // 声明一个 char 类型的指针 p,该指针指向一个int类型的对象
int *arr[10]    // 声明一个指针数组,该数组有10个元素,其中每个元素都是一个指向 int 类型对象的指针
int (*arr)[10]  // 声明一个数组指针,该指针指向一个 int 类型的一维数组
int **p;        // 声明一个指针 p ,该指针指向一个 int 类型的指针

声明一个指针变量并不会自动分配任何内存。在对指针进行间接访问之前,指针必须进行初始化:或是使他指向现有的内存,或者给他动态分配内存,否则我们并不知道指针指向哪儿,这个问题需要特别关注。

 

2 什么是函数指针?


函数指针定义:函数指针是指向函数的指针变量。因此“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。

其通用表达式为:类型说明符 (*函数名) (参数)

int (*fun)(int x)  //函数指针的定义
int (*fun)(int x,int y) //函数指针的定义

函数指针在PC软件开发中使用较少,在嵌入式行业使用较多,但是无论是PC软件还是嵌入式软件,理解函数指针的定义和使用,对于理解程序设计都是很有好处的。

 

函数指针的赋值


函数指针和其他指针一样定义之后使用之前也是需要初始化。

函数指针有两个用途:调用函数和做函数的参数

int (*fun)(int x,int y) //函数指针的定义
fun = &Function          //函数指针的赋值方式1
fun = Function           //函数指针的赋值方式2
x = (*fun)()             //函数指针的调用方式1
x = fun()                //函数指针的调用方式2

函数赋值的时候取地址运算符&不是必需的,因为一个函数标识符就表示了它的地址,并且赋值的时候函数不需要带圆括号;

如果是函数调用,还必须包含一个圆括号括起来的参数表。

 

函数指针的用法


我们使用指针的时候,需要通过钥匙 * 来取其指向的内存里面的值,函数指针使用也如此。通过用(*pf)取出存在这个地址上的函数,然后调用它。

char*  fun(char* p1,char* p2)
{
  int i = 0;
  i = strcmp(p1,p2);
  if(0 == i)
  {
    return p1;
  }
  else
  {
     return p2;
  }
}
int main()
{
  char * (*pf)(char* p1,char* p2);
  pf = &fun;
  (*pf)("aa","bb");
  return 0;
}

这里需要注意到是,在Visual C++6.0里,给函数指针赋值时,可以用&fun或直接用函数名fun。这是因为函数名被编译之后其实就是一个地址,所以这里两种用法没有本质的差别。

 

用法延申


当我们不满足于函数指针上面如此简单的用法时,这时候需要一个高级用法来扩展我们对于函数指针的认知边界。

感兴趣的同学可以看看下面这个用法,并尝试理解该表达式是如何使用的函数指针。

(* (void(*)()) 0)(); //出自《C Trap and Pitfalls》这本经典的书

答案如下:   ``

第一步:通过void(*) (),可以明白这是一个函数指针类型。这个函数没有参数,没有返回值。
第二步:通过(void(*) ())0,可以明白这是将0强制转换为函数指针类型,0是一个地址,也就是说一个函数存在首地址为0的一段区域内。
第三步:通过(*(void(*) ())0),可以明白这是取0地址开始的一段内存里面的内容。
第四步:最终理解(*(void(*) ())0)(),这是函数调用。


让程序跳转到绝对地址为0x0113F90C


方法一:

将0x0113F90C地址强制转换为函数指针类型,即: (void (*)())0x0113F90C
然后调用:((void (*)())0x0113F90C)()
方法二:

typedef (void (*)())  VoidFuncPtr;
((VoidFuncPtr)0x0113F90C)();

 

面试题:指出程序的错误

#include<stdio.h>

void main(void)
{
   int max(x,y);
   int *p=max;
   int a,b,c,d;
   scanf("%d %d %d",a,b,c);
   d=p(p(a,b),c);
   printf("d:%d\n",d);
   return;
}
int max(int a,int y)
{
   return(x > y ?x:y);
}

答案:

  • int max(x ,y);函数声明错误,改为:int max(int x,int y);
    解析:max函数声明只是写出了函数的形参的名称,这对参数的类型来说是毫无意义的,编译器会把x和y当做数据类型来看,编译时会出错,max的调用肯定也会出错。
  • int *p=max;指针定义错误,改为:int (*p)(int ,int)=max;

解析:函数的指针是不能直接赋值给int型指针.

  • scanf("%d %d %d",a,b,c);库函数使用错误,改为scanf("%d %d%d",&a,&b,&c);
    解析:库函数使用错误,第二部分应该是接收数据的地址,这里却写成了变量。
  • d=p(p(a,b),c);函数指针调用函数错误,改为d=(*p)((*p)(a,b),c);`
    解析:用函数指针调用函数的格式如下:(【*】【函数指针名称】)(【参数列表】);不能直接用函数指针加上参数就直接调用

 

3 什么是指针函数?


指针函数定义:指针函数的落脚点是一个函数,这个函数的返回值是一个指针,与普通函数int function(int,int)类似,只是返回的数据类型不一样而已。

_type_ *function(int, int) //返回的是指针地址
int function(int,int)     //返回的是int型数据。
int  *fun(int x)        //指针函数的定义
int * fun(int x,int y)  //指针函数的定义
int* fun(int x,int y)   //指针函数的定义

以上三种写法均正确,但是*靠近返回值一点更容易理解。

 

 
 

 

已于2020-9-30 09:58:04修改
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