C语言学习细节｜C语言面向对象编程！函数指针如何正确使用

1.函数指针定义

函数指针就是一个指向函数的指针变量，与指向数据的指针不同，函数指针保存的是函数的地址，这使得程序可以动态地调用不同的函数，而无需在编译时确定具体的函数。可以在程序运行时动态得传递和调用不同的函数。

2.格式

函数指针的声明格式为：

返回类型(*变量名)(参数列表)，其中

例如，如果你有一个返回 int 类型并接受两个 int 类型参数的函数，你可以这样声明指向这种函数的指针：

int (*funcPtr)(int, int);

3.应用

函数指针在C语言中扮演着极其重要的角色，特别是在需要动态决定函数调用时。下面是三个具体的应用场景：

回调函数

在C语言中，回调函数通常用于实现基于事件的编程。例如，在一个图形用户界面库中，可能需要允许用户定义当按钮被点击时执行的动作。以下是一个简单的例子，展示了如何在一个假设的GUI库中使用回调函数来处理按钮点击事件：

#include <stdio.h>//定义函数指针
typedef void (*ButtonClickHandler)();//定义Button结构体
typedef struct Button {char* label; //函数名ButtonClickHandler onClick; //回调函数
} Button;//绑定回调函数
void buttonClick(Button* button) {if (button->onClick != NULL) {printf("Button '%s' clicked.\n", button->label);button->onClick();}
}//具体执行的函数
void handleExit() {printf("Exiting application...\n");
}int main() {Button exitButton = {"Exit", handleExit};buttonClick(&exitButton);return 0;
}

在这个例子中，Button 结构体包含了一个成员 onClick，这是一个指向函数的指针。当按钮被“点击”时（在这个例子中是通过调用 buttonClick 函数模拟），如果设置了 onClick 回调，它就会被调用。

动态函数调用

函数指针允许根据程序的状态或用户的输入动态调用不同的函数。例如，在一个简单的命令行计算器应用中，用户的选择可以决定调用哪个数学运算函数：

#include <stdio.h>int add(int a, int b) {return a + b;
}int subtract(int a, int b) {return a - b;
}int main() {int (*operation)(int, int);char operator;int x = 5, y = 3;printf("Enter operation (+ or -): ");scanf(" %c", &operator);switch (operator) {case '+':operation = add;break;case '-':operation = subtract;break;default:printf("Invalid operation\n");return 1;}printf("Result: %d\n", operation(x, y));return 0;
}

函数的间接调用

函数的间接调用通常用于实现插件架构，其中函数可以在运行时加载和调用。在下面的例子中，我们模拟这种结构，其中函数指针数组用于调用一系列操作：

#include <stdio.h>void start() {printf("Starting the engine...\n");
}void stop() {printf("Stopping the engine...\n");
}void restart() {printf("Restarting the engine...\n");
}int main() {void (*operations[3])() = {start, stop, restart};for (int i = 0; i < 3; i++) {operations[i]();}return 0;
}

在这个例子中，我们定义了一个函数指针数组 operations，其中包含三个不同的操作：启动、停止和重启。通过遍历数组，我们可以间接调用这些函数。

4.结构体与函数指针结合

在C语言中，结构体与函数指针结合使用可以模拟面向对象编程中的类和方法。结构体可以包含指向函数的指针，允许结构体"实例"具有操作这些数据的"方法"。这是实现模块化和封装设计的一种方式。

例如，可以定义一个表示几何形状的结构体，该结构体包括函数指针，用于计算面积和周长：

typedef struct Shape {int (*getArea)(struct Shape*);int (*getPerimeter)(struct Shape*);int width;int height;
} Shape;int rectangleArea(Shape* s) {return s->width * s->height;
}int rectanglePerimeter(Shape* s) {return 2 * (s->width + s->height);
}void createRectangle(Shape *s, int width, int height) {s->width = width;s->height = height;s->getArea = rectangleArea;s->getPerimeter = rectanglePerimeter;
}int main() {Shape rect;createRectangle(&rect, 5, 10);printf("Area: %d\n", rect.getArea(&rect));printf("Perimeter: %d\n", rect.getPerimeter(&rect));return 0;
}

在这个例子中，Shape 结构体模仿了一个简单的"类"，其中包含数据成员（宽度和高度）和作为其"方法"的函数指针。这种方式在设计需要封装数据和功能的模块时非常有用。

文章结构上参考了B站up主：【五分钟解决方案】函数指针如何正确使用
算是终于弄明白了函数指针了，至于指针函数，就把它理解为返回一个指针的函数，其实和别的函数没有任何区别，唯一需要注意的就是别返回一个临时变量的指针即可。
在一个在C++中往往会使用function和bind来实现，代码更加简洁优雅直观
扩展阅读：
C++语法｜可调用对象与function类型
C++语法|bind和function解析并实现一个简易线程池
C++语法｜bind1st和bind2nd的用法