【C语言指针】指针和函数

一、前言

关于指针和函数文章从有两方面入手，一方面是将指针作为实参传给函数；另一方面则是函数指针这一类函数和指针结合的数据类型。

科普

函数名本质上是函数的地址，其用法跟数组名类似。

二、指针函数

2.1 概念

指针函数本质上是一个函数，此函数返回一个指针。

2.2 定义

char *func(char a, char b){}

2.3 具体例子

在函数指针的使用中，大多数情况下需要动态分配内存来存放返回的数据。如果使用局部变量，当函数运行结束后，局部变量会被释放，上层代码访问时可能会导致非法访问，从而引发程序段错误。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>char *my_strcat(char *str1, char *str2)
{char *p = NULL;char *p1 = NULL;char *ptemp = NULL;/* 动态内存分配 */p = (char *)malloc(20 * sizeof(char));if(!p){return NULL;}p1 = p;ptemp = str1;while(*ptemp != '\0'){*p1++ = *ptemp++;}ptemp = str2;while(*ptemp !=  '\0'){*p1++ = *ptemp++;}*p1 = '\0';printf("p=%s\n", p);return p;
}int main()
{char str1[10] = "hello ";char str2[10] = "world!";char *return_str = NULL;return_str = my_strcat(str1, str2);printf("return str[%s]\n", return_str);if(return_str)free(return_str);return 0;
}

三、函数指针

3.1 概念

函数指针本质是一个指针，它指向一个函数的地址，通过它来调用函数。

3.2 定义

首先定义一个函数：

int add(int x, int y){}

此时，函数的地址就是函数名。我们声明一个函数指针并把函数的地址赋值给这个函数指针。这里要注意，定义的函数和声明的函数指针的参数列表应该保持一致。

int (*pf)(int, int) = add;

下面让我们看一个表达式：

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

这一行代码的意思是：调用0地址处的函数，该函数无参，返回类型是void。

我们再来看一下signal函数的原型

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

函数名：signal

两个参数：int和void(*)(int) （第二个参数也是一个函数指针）

返回值：void(*)(int)（函数指针）

这样看起来很复杂，我们可以使用typedef来简化表达。

首先，我们可以把signal函数的原型写成

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

但是，这种结构语法是不允许，C语言的语法要求函数的返回类型必须明确地写在函数名之前。接下来我们使用typedef简化。

typedef void(*pfun_t)(int);//void(*)(int) pfun_t
pfun_t signal(int, pfun_t);//pfun_t -> void(*)(int)

3.3 具体例子

int add(int a, int b) { return a + b; }int main()
{int (*pf)(int, int) = add;int ret = pf(3,5);printf("ret=%d\n", ret);return 0;
}

3.4 回调函数

3.4.1 概念

回调函数是一种通过函数指针调用的函数。

3.4.2 例子1

Handle函数第二个参数是该函数的首地址，把这个首地址用函数指针接收int (*Callback)(int)，在Handle函数中使用这个首地址，Callback(x)，这时就会运行主函数Handle第二个参数的函数。

int Callback_1(int a)   ///< 回调函数1
{printf("Hello, this is Callback_1: a = %d ", a);return 0;
}int Callback_2(int b)  ///< 回调函数2
{printf("Hello, this is Callback_2: b = %d ", b);return 0;
}int Callback_3(int c)   ///< 回调函数3
{printf("Hello, this is Callback_3: c = %d ", c);return 0;
}int Handle(int x, int (*Callback)(int)) ///< 注意这里用到的函数指针定义
{Callback(x);
}int main()
{Handle(4, Callback_1);Handle(5, Callback_2);Handle(6, Callback_3);return 0;
}

3.4.3 例子2

这是一个常用在工作中的使用形式。M26_WorkStatus_TypeDef的第二个参数保存的函数的首地址。

/*********  工作状态处理  *********/
typedef struct
{uint8_t mStatus;uint8_t (* Funtion)(void); //函数指针的形式
} M26_WorkStatus_TypeDef;  //M26的工作状态集合调用函数/**********************************************
** >M26工作状态集合函数
***********************************************/
M26_WorkStatus_TypeDef M26_WorkStatus_Tab[] =
{    {GPRS_NETWORK_CLOSE,  M26_PWRKEY_Off  }, //模块关机{GPRS_NETWORK_OPEN,  M26_PWRKEY_On  }, //模块开机{GPRS_NETWORK_Start,   M26_Work_Init  }, //管脚初始化{GPRS_NETWORK_CONF,  M26_NET_Config  }, //AT指令配置{GPRS_NETWORK_LINK_CTC,  M26_LINK_CTC  }, //连接调度中心  {GPRS_NETWORK_WAIT_CTC, M26_WAIT_CTC  },  //等待调度中心回复 {GPRS_NETWORK_LINK_FEM, M26_LINK_FEM  }, //连接前置机{GPRS_NETWORK_WAIT_FEM, M26_WAIT_FEM  }, //等待前置机回复{GPRS_NETWORK_COMM,  M26_COMM   }, //正常工作{GPRS_NETWORK_WAIT_Sig,  M26_WAIT_Sig  },  //等待信号回复{GPRS_NETWORK_GetSignal,  M26_GetSignal  }, //获取信号值{GPRS_NETWORK_RESTART,  M26_RESET   }, //模块重启
}
/**********************************************
** >M26模块工作状态机，依次调用里面的12个函数   
***********************************************/
uint8_t M26_WorkStatus_Call(uint8_t Start)
{uint8_t i = 0;for(i = 0; i < 12; i++){if(Start == M26_WorkStatus_Tab[i].mStatus){          return M26_WorkStatus_Tab[i].Funtion();}}return 0;
}

四、函数指针数组

4.1 概念

函数指针数组本质是一个数组，数组中存放的函数指针。

4.2 定义

int (*pfArr[2])(int, int);

在函数指针的基础上，在函数名后面加上[]。

4.3 具体例子

int add(int a, int b) { return a + b; }
int sub(int a, int b) { return a - b; }
int mul(int a, int b) { return a * b; }
int division(int a, int b) { return a / b; }int main()
{/* 模拟键盘输入 */int input = 2;int ret;int (*pf[5])(int, int) = {NULL, add, sub, mul, division};ret = pf[input](3,5);printf("ret=%d\n", ret);return 0;
}

五、函数指针数组的指针

5.1 概念

函数指针数组的指针本质上是一个指针，指向一个函数指针数组。

5.2 定义

int(* (*p3)[4])(int, int);

在函数指针数组的基础上，在函数名前面加上*号并用小括号括起来。

5.3 具体例子

在这里面，一定是&pf才行，因为p1是指向数组的指针而不是指向数组首地址的指针，我们应该使用&把数组的地址取出来。

int add(int a, int b) { return a + b; }
int sub(int a, int b) { return a - b; }
int mul(int a, int b) { return a * b; }
int division(int a, int b) { return a / b; }int main()
{/* 模拟键盘输入 */int input = 2;int ret;int (*pf[5])(int, int) = {NULL, add, sub, mul, division};int (*(*p1)[5])(int, int) = &pf;ret = (*p1)[input](3,5);printf("ret=%d\n", ret);return 0;
}