C语言中函数指针、指针函数、结构体中的函数指针的用法和区别

一、指针函数

定义

指针函数,简单的来说,就是一个返回指针的函数,其本质是一个函数,而该函数的返回值是一个指针。
声明格式为:*类型标识符 函数名(参数表)

这似乎并不难理解,再进一步描述一下。
看看下面这个函数声明:

int fun(int x,int y);

这种函数应该都很熟悉,其实就是一个函数,然后返回值是一个 int 类型,是一个数值。
接着看下面这个函数声明:

int *fun(int x,int y);

这和上面那个函数唯一的区别就是在函数名前面多了一个*号,而这个函数就是一个指针函数。其返回值是一个 int 类型的指针,是一个地址。

这样描述应该很容易理解了,所谓的指针函数也没什么特别的,和普通函数对比不过就是其返回了一个指针(即地址值)而已。

指针函数的写法

int *fun(int x,int y);
int * fun(int x,int y);
int* fun(int x,int y);

这个写法看个人习惯,其实如果*靠近返回值类型的话可能更容易理解其定义。

示例

(由于本人习惯于 Qt 中进行开发,所以这里为了方便,示例是在 Qt 工程中写的,其语法是一样的,只是输出方式不同)
来看一个非常简单的示例:

typedef struct _Data{
    int a;
    int b;
}Data;

//指针函数
Data* f(int a,int b){
    Data * data = new Data;
    data->a = a;
    data->b = b;
    return data;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);
    //调用指针函数
    Data * myData = f(4,5);
    qDebug() << "f(4,5) = " << myData->a << myData->b;

    return a.exec();
}

输出如下:

f(4,5) =  4 5

注意:在调用指针函数时,需要一个同类型的指针来接收其函数的返回值。
不过也可以将其返回值定义为 void*类型,在调用的时候强制转换返回值为自己想要的类型,如下:

//指针函数
void* f(int a,int b){
    Data * data = new Data;
    data->a = a;
    data->b = b;
    return data;
}

调用:
Data * myData = static_cast<Data*>(f(4,5));

其输出结果是一样的,不过不建议这么使用,因为强制转换可能会带来风险。

二、函数指针

定义

函数指针,其本质是一个指针变量,该指针指向这个函数。总结来说,函数指针就是指向函数的指针。
声明格式:类型说明符 (*函数名) (参数)
如下:

int (*fun)(int x,int y);

函数指针是需要把一个函数的地址赋值给它,有两种写法:

fun = &Function;
fun = Function;

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,如果是函数调用,还必须包含一个圆括号括起来的参数表。

调用函数指针的方式也有两种:

x = (*fun)();
x = fun();

两种方式均可,其中第二种看上去和普通的函数调用没啥区别,如果可以的话,建议使用第一种,因为可以清楚的指明这是通过指针的方式来调用函数。当然,也要看个人习惯,如果理解其定义,随便怎么用都行啦。

示例

int add(int x,int y){
    return x+y;
}
int sub(int x,int y){
    return x-y;
}
//函数指针
int (*fun)(int x,int y);

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);
    //第一种写法
    fun = add;
    qDebug() << "(*fun)(1,2) = " << (*fun)(1,2) ;
	//第二种写法
    fun = &sub;
    qDebug() << "(*fun)(5,3) = " << (*fun)(5,3)  << fun(5,3);

    return a.exec();
}

输出如下:

(*fun)(1,2) =  3
(*fun)(5,2) =  2 2

上面说到的几种赋值和调用方式我都分别使用了,其输出结果是一样的。

二者区别

通过以上的介绍,应该都能清楚的理解其二者的定义。那么简单的总结下二者的区别:

定义不同

指针函数本质是一个函数,其返回值为指针。
函数指针本质是一个指针,其指向一个函数。

写法不同

指针函数:int* fun(int x,int y);
函数指针:int (*fun)(int x,int y);可以简单粗暴的理解为,指针函数的*是属于数据类型的,而函数指针的星号是属于函数名的。
再简单一点,可以这样辨别两者:函数名带括号的就是函数指针,否则就是指针函数。

用法不同

上面已经写了详细示例,这里就不在啰嗦了。

总而言之,这两个东西很容易搞混淆,一定要深入理解其两者定义和区别,避免犯错。

另外,本文都是针对普通函数指针进行介绍,如果是C++非静态成员函数指针,其用法会有一些区别,在另外一篇博客中单独介绍,文章在https://blog.csdn.net/luoyayun361/article/details/101109522

三、结构体中的函数指针

函数指针的定义

一般的函数指针可以这么定义:

int(*func)(int,int);

表示一个指向含有两个int参数并且返回值是int形式的任何一个函数指针. 假如存在这样的一个函数:

    int add(int x,int y)
    {
        return x+y;
    }

那么在实际使用指针func时可以这样实现:

func=&add; //指针赋值,或者func=add; add与&add意义相同

printf("func(3,4)=%d\n",func(3,4));

结构体中包含函数指针

其实在结构体中,也可以像一般变量一样,包含函数指针变量.下面是一种简单的实现.

#include <stdio.h>  
struct TEST  
{  
	int x,y;  
	int (*func)(int,int); //函数指针  
};  
  
int add1(int x,int y)  
{  
	return x*y;  
}  
  
int add2(int x,int y)  
{  
	return x+y;  
}  
  
void main()  
{  
	struct TEST test;  
	test.func=add2; //结构体函数指针赋值  
	//test.func=&add2; //结构体函数指针赋值  
	printf("func(3,4)=%d\n",test.func(3,4));  
	test.func=add1;  
	printf("func(3,4)=%d\n",test.func(3,4));  
}  
  
/* 
输出: 
func(3,4)=7 
func(3,4)=12 
*/  

C语言中,如何在结构体中实现函数的功能?把结构体做成和类相似,让他的内部有属性,也有方法
这样的结构体一般称为协议类,提供参考:

#include <stdio.h>  
  
typedef struct  
{  
int a;  
void (*pshow)(int);  
}TMP;  
  
void func(TMP *tmp)  
{  
    if(tmp->a >10)//如果a>10,则执行回调函数。  
    {  
        (tmp->pshow)(tmp->a);  
    }  
}  
  
void show(int a)  
{  
    printf("a的值是%d\n",a);  
}  
  
void main()  
{  
    TMP test;  
    test.a = 11;  
    test.pshow = show;  
    func(&test);  
}  

结构体函数指针赋值

一般使用如下方式给结构体的函数指针赋值,这也是linux内核中使用的方式:

struct test                                        
{
	int (*add) (int a,int b);
	int (*sub) (int a,int b);
	int (*mult) (int a,int b);
};

int  test_add(int a,int b)  
{
   return (a+b);
}
int  test_sub(int a,int b) 
{
   return (a-b);
}
int  test_mult(int a,int b) 
{
   return (a*b);
}

struct test testp={  
	 .add  = test_add, 
	 .sub  = test_sub, 
	 .mult = test_mult,
 };
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