深入解析函数指针及其数组、typedef关键字应用技巧

目录

一、函数指针变量的创建

1、什么是函数指针变量？

2、函数是否有地址？

3、创建函数指针变量

4、函数指针类型解析

二、函数指针变量的使用

三、两段有趣的代码

1、解释 (*(void (*)())0)();

2、解释 void (*signal(int, void(*)(int)))(int);

四、typedef关键字

1、基本用法

2、对于数组指针和函数指针的重命名

3、使用typedef简化代码void (*signal(int, void(*)(int)))(int);

五、函数指针数组

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一、函数指针变量的创建

1、什么是函数指针变量？

        类比整型指针和数组指针的概念，我们可以得出：函数指针变量是用来存放函数地址的变量，通过这个地址我们可以调用相应的函数。

2、函数是否有地址？

通过以下测试代码可以验证：

#include <stdio.h>void test() {printf("hehe\n");
}int main() {printf("test: %p\n", test);printf("&test: %p\n", &test);return 0;
}

输出结果：

        结果表明函数确实有地址，且函数名就是函数的地址，也可以通过&函数名的方式获取函数地址。（重点！！！）

3、创建函数指针变量

函数指针变量的声明语法与数组指针类似：

void test() {printf("hehe\n");
}// 两种等效的函数指针声明方式
void (*pf1)() = &test;
void (*pf2)() = test;int Add(int x, int y) {return x + y;
}// 函数指针声明，参数名可省略
int (*pf3)(int, int) = Add;
int (*pf4)(int x, int y) = &Add;

4、函数指针类型解析

以int (*pf3)(int x, int y)为例：int (*) (int x, int y) 为pf3函数指针变量的类型

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二、函数指针变量的使用

通过函数指针调用函数的示例：

#include <stdio.h>int Add(int x, int y) {return x + y;
}int main() {int(*pf)(int, int) = Add;// 两种等效的调用方式printf("%d\n", (*pf)(2, 3));  // 显式解引用printf("%d\n", pf(3, 5));     // 隐式调用return 0;
}

输出结果：

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三、两段有趣的代码

以下两段有趣的代码出自《C陷阱和缺陷》：

1、解释 (*(void (*)())0)();

这段代码的功能是：调用位于内存地址0处的函数。

让我们逐步解析：

1. void (*)()：这是一个函数指针类型，表示"指向一个没有参数且返回void的函数的指针"。

2. (void (*)())0：将整数值0强制转换为上述函数指针类型。这表示"把地址0当作一个函数的地址"。

3. *(void (*)())0：解引用这个函数指针，得到位于地址0处的函数。

4. (*(void (*)())0)()：最后调用这个函数（通过函数指针调用）。

实际意义：这段代码尝试调用内存地址0处的函数。在嵌入式系统中，这可能是调用复位向量或启动代码的方式。但在大多数现代操作系统中，这会引发段错误（segmentation fault），因为地址0通常是被保护的区域。

2、解释 void (*signal(int, void(*)(int)))(int);

这是一个函数声明，声明了名为signal的函数。让我们分解它：

1. 最内层：void(*)(int)：这是一个函数指针类型，表示"指向一个接受int参数且返回void的函数的指针"。

2. signal(int, void(*)(int))：signal是一个函数，它接受两个参数：一个int、一个上述类型的函数指针

3. 整个声明：void (*signal(int, void(*)(int)))(int)：表示signal函数返回一个函数指针，这个指针指向"接受int参数且返回void的函数"。

更易读的写法（使用typedef，下面会讲解）：

typedef void (*sighandler_t)(int);  // 定义函数指针类型sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

实际意义：这是Unix/Linux系统中用于设置信号处理器的标准函数声明。它：

• 接受一个信号编号(int)和一个处理该信号的函数指针

• 返回之前为该信号设置的处理函数指针

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四、typedef关键字

typedef用于类型重命名，可以简化复杂类型的声明。

1、基本用法

typedef unsigned int uint;  // 将unsigned int重命名为uint
typedef int* ptr_t;         // 将int*重命名为ptr_t

2、对于数组指针和函数指针的重命名

新的类型名必须在*的右边：

typedef int(*parr_t)[5];    // 将数组指针类型int(*)[5]重命名为parr_t
typedef void(*pfun_t)(int); // 将函数指针类型void(*)(int)重命名为pfun_t

3、使用typedef简化代码void (*signal(int, void(*)(int)))(int);

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

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五、函数指针数组

数组是存放相同类型数据的存储空间。我们已经学过指针数组：

int *arr[10];  // 数组的每个元素是int*

如果要存储函数地址，就需要使用函数指针数组。函数指针数组的定义方式：

int (*parr1[3])();   // 正确：包含3个函数指针的数组，每个指针指向返回int的无参函数

下面是错误用法：

int *parr2[3]();     // 错误：错误语法
int (*)() parr3[3];  // 错误：错误语法

解析parr1：

• parr1先与[]结合，说明它是一个数组

• 数组的内容是int (*)()类型的函数指针

函数指针数组常用于实现状态机或回调函数机制，是C语言中一种强大的编程技术。