詳解C語言編程中的函數(shù)指針以及函數(shù)回調(diào)

來源：本站原創(chuàng)|時間：2020-01-10|欄目：C語言|點擊：次

函數(shù)指針：

就是存儲函數(shù)地址的指針，就是指向函數(shù)的指針，就是指針存儲的值是函數(shù)地址，我們可以通過指針可以調(diào)用函數(shù)。

我們先來定義一個簡單的函數(shù)：

//定義這樣一個函數(shù)
void easyFunc()
{
  printf("I'm a easy Function\n");
}
//聲明一個函數(shù)
void easyFunc();
//調(diào)用函數(shù)
easyFunc();

//定義這樣一個函數(shù)
void easyFunc()
{
  printf("I'm a easy Function\n");
}
//聲明一個函數(shù)
void easyFunc();
//調(diào)用函數(shù)
easyFunc();

上面三個步驟就是我們在學習函數(shù)的時候必須要做的，只有通過以上三步我們才算定義了一個完整的函數(shù)。

如何定義一個函數(shù)指針呢？前面我們定義其他類型的指針的格式是類型 * 指針名 = 一個地址，比如：

int *p = &a；//定義了一個存儲整形地址的指針p

也就是說如果我們要定義什么類型的指針就得知道什么類型，那么函數(shù)的類型怎么確定呢？函數(shù)的類型就是函數(shù)的聲明把函數(shù)名去掉即可，比如上面的函數(shù)的類型就是：

void ()

我們再來聲明一個有參數(shù)和返回值的函數(shù)：

int add(int a, int b);

上面函數(shù)的類型依舊是把函數(shù)名去掉即可：

int (int a, int b)

既然我們知道了函數(shù)的類型那么函數(shù)指針的類型就是在后面加個 * 即可，是不是這樣呢？

int (int a, int b) * //這個是絕對錯誤的

上面這么定義是錯誤的，絕對是錯誤的，很多初學者都這樣去做，總覺得就應該這樣，其實函數(shù)指針的類型的定義正好比較特殊，它是這樣的：

int (*) (int a, int b);//這里的型號在中間，一定要用括號括起來

int (*) (int a, int b);//這里的型號在中間，一定要用括號括起來

我們定義函數(shù)指針只需在 * 后面加個指針名稱即可，也就是下面這樣：

int (*p)(int a, int b) = NULL;//初始化為 NULL

int (*p)(int a, int b) = NULL;//初始化為 NULL

如果我們要給 p 賦值的話，我們就應該定義一個返回值類型為 int ，兩個參數(shù)為 int 的函數(shù)：

int add(int a, int b)
{
  return a + b;
}
p = add;//給函數(shù)指針賦值

int add(int a, int b)
{
  return a + b;
}
p = add;//給函數(shù)指針賦值

經(jīng)過上面的賦值，我們就可以使用 p 來代表函數(shù)：

p(5, 6);//等價于 add(5, 6);
printf("%d\n", p(5, b));

p(5, 6);//等價于 add(5, 6);
printf("%d\n", p(5, b));

輸出結果為：11

通過上面的指針函數(shù)來使用函數(shù)，一般不是函數(shù)的主要用法，我們使用函數(shù)指針主要是用來實現(xiàn)函數(shù)的回調(diào)，通過把函數(shù)作為參數(shù)來使用。

函數(shù)指針的值

函數(shù)指針跟普通指針一樣，存的也是一個內(nèi)存地址，只是這個地址是一個函數(shù)的起始地址，下面這個程序打印出一個函數(shù)指針的值（func1.c）：

#include <stdio.h>

typedef int (*Func)(int);

int Double(int a)
{
  return (a + a);
}

int main()
{
  Func p = Double;
  printf("%p\n", p);
  return 0;
}

編譯、運行程序：

[lqy@localhost notlong]$ gcc -O2 -o func1 func1.c
[lqy@localhost notlong]$ ./func1
0x80483d0
[lqy@localhost notlong]$

然后我們用 nm 工具查看一下 Double 的地址，看是不是正好是 0x80483d0：

[lqy@localhost notlong]$ nm func1 | sort
08048294 T _init
08048310 T _start
08048340 t __do_global_dtors_aux
080483a0 t frame_dummy
080483d0 T Double
080483e0 T main
...

　　不出意料，Double 的起始地址果然是 0x080483d0。

函數(shù)回調(diào)

函數(shù)回調(diào)的本質(zhì)就是讓函數(shù)指針作為函數(shù)參數(shù)，函數(shù)調(diào)用時傳入函數(shù)地址，也就是函數(shù)名即可。

我們什么時候使用回調(diào)函數(shù)呢？咱們先舉個例子，比如現(xiàn)在小明現(xiàn)在作業(yè)有個題不會做，于是給小紅打電話說：我現(xiàn)在作業(yè)有個題不會做，你能幫我做下嗎？然后把答案告訴我？小紅聽到后覺得這個題也不是立刻能做出來的，所以跟小明說我做完之后告訴你。這個做完之后告訴小明就是函數(shù)的回調(diào)，如何告訴小明，小紅必須有小明的聯(lián)系方式，這個聯(lián)系方式就是回調(diào)函數(shù)。接下來我們用代碼來實現(xiàn)：

小明需要把聯(lián)系方式留給小紅，而且還得得到答案，因此需要個參數(shù)來保存答案：

void contactMethod(int answer)
{
  //把答案輸出
  printf("答案為：%d\n", answer);
}

void contactMethod(int answer)
{
  //把答案輸出
  printf("答案為：%d\n", answer);
}
小紅這邊得拿到小明的聯(lián)系方式，需要用函數(shù)指針來存儲這個方法：


void tellXiaoMing(int xiaoHongAnswer, void (*p)(int))
{
  p(xiaoHongAnswer);
}
//當小紅把答案做出來的時候，小紅把答案通過小明留下的聯(lián)系方式傳過去
tellXiaoMing(4, contactMethod);

void tellXiaoMing(int xiaoHongAnswer, void (*p)(int))
{
  p(xiaoHongAnswer);
}
//當小紅把答案做出來的時候，小紅把答案通過小明留下的聯(lián)系方式傳過去
tellXiaoMing(4, contactMethod);

上面的回調(diào)有人會問為什么我們不能直接 tellXiaoMing 方法中直接調(diào)用 contactMethod 函數(shù)呢？因為小紅如果用函數(shù)指針作為參數(shù)的時候，不僅可以存儲小明的聯(lián)系方式，還可以存儲小軍的聯(lián)系方式，這樣的話我這邊的代碼就不用修改了，你只需要傳入不同的參數(shù)就行了，因此這樣的設計代碼重用性很高，靈活性很大。

函數(shù)回調(diào)的整個過程就是上面這樣，這里有個主要特點就是當我們使用回調(diào)的時候，一般用在一個方法需要等待操作的時候，比如上面的小紅要等到答案做出來的時候才通知小明，不如當小明問小紅時，小紅直接能給出答案，就沒必要有回調(diào)了，那執(zhí)行順序就是：

回調(diào)的順序是：

上面的小紅做題是個等待操作，比較耗時，小明也不能一直拿著電話等待，所以只有小紅做出來之后，再把電話打回去才能告訴小明答案。

因此函數(shù)回調(diào)有兩個主要特征：

函數(shù)指針作為參數(shù)，可以傳入不同的函數(shù)，因此可以回調(diào)不同的函數(shù)
函數(shù)回調(diào)一般使用在需要等待或者耗時操作，或者得在一定時間或者事件觸發(fā)后回調(diào)執(zhí)行的情況下
我們使用函數(shù)回調(diào)來實現(xiàn)一個動態(tài)排序，我們現(xiàn)在個學生的結構體，里面包含了姓名，年齡，成績，我們有個排序?qū)W生的方法，但是具體是按照姓名排？還是年齡排？還是成績排？這個是不確定的，或者一會還會有新需求，因此通過動態(tài)排序?qū)懞弥?，我們只需傳入不同的函?shù)即可。

定義學生結構體：

//定義個結構體 student，包含name，age 和 score
struct student {
  char name[255];
  int age;
  float score;
};
//typedef struct student 為 Student
typedef struct student Student;

定義比較結果的枚舉：

//定義比較結果枚舉
enum CompareResult {
  Student_Lager = 1, //1 代表大于
  Student_Same = 0,// 0 代表等于
  Student_Smaller = -1// -1 代表小于
};
//typedef enum CompareResult 為 StudentCompareResult
typedef enum CompareResult StudentCompareResult;

定義成績，年齡和成績比較函數(shù)：

/*
  通過成績來比較學生
*/
StudentCompareResult compareByScore(Student st1, Student st2)
{
  if (st1.score > st2.score) {//如果前面學生成績高于后面學生成績，返回 1
    return Student_Lager;
  }
  else if (st1.score == st2.score) {//如果前面學生成績等于后面學生成績，返回 0
    return Student_Same;
  }
  else { //如果前面學生成績低于后面學生成績，返回 -1
    return Student_Smaller;
  }
}
 
/*
  通過年齡來比較學生
*/
StudentCompareResult compareByAge(Student st1, Student st2)
{
  if (st1.age > st2.age) {//如果前面學生年齡大于后面學生年齡，返回 1
    return Student_Lager;
  }
  else if (st1.age == st2.age) {//如果前面學生年齡等于后面學生年齡，返回 0
   return Student_Same;
  }
  else {//如果前面學生年齡小于后面學生年齡，返回 -1
    return Student_Smaller;
  } 
}
 
/*
   通過名字來比較學生
*/
StudentCompareResult compareByName(Student st1, Student st2)
{
  if (strcmp(st1.name, st2.name) > 0) {//如果前面學生名字在字典中的排序大于后面學生名字在字典中的排序，返回 1
    return Student_Lager;
  }
  else if (strcmp(st1.name, st2.name) == 0) {//如果前面學生名字在字典中的排序等于后面學生名字在字典中的排序，返回 0
    return Student_Same;
  }
  else {//如果前面學生名字在字典中的排序小于后面學生名字在字典中的排序，返回 -1
    return Student_Smaller;
  }  
}

定義排序函數(shù)：

/*
  根據(jù)不同的比較方式進行學生排序
  stu1[]:學生數(shù)組
  count :學生個數(shù)
  p ：函數(shù)指針，來傳遞不同的比較方式函數(shù)
*/
void sortStudent(Student stu[], int count, StudentCompareResult (*p)(Student st1, Student st2))
{
  for (int i = 0; i < count - 1; i++) {
    for (int j = 0; j < count - i - 1; j++) {
      if (p(stu[j], stu[j + 1]) > 0) {
        Student tempStu = stu[j];
     stu[j] = stu[j + 1];
       stu[j + 1] = tempStu;
      }
    }
  }
}

定義結構體數(shù)組：

//定義四個學生結構體
Student st1 = {"lingxi", 24, 60.0};
Student st2 = {"blogs", 25, 70.0};
Student st3 = {"hello", 15, 100};
Student st4 = {"world", 45, 40.0};
//定義一個結構體數(shù)組，存放上面四個學生
Student sts[4] = {st1, st2, st3, st4};

輸出排序前的數(shù)組，排序和排序后的數(shù)組：

//輸出排序前數(shù)組中的學生名字
printf("排序前\n");
for (int i = 0; i < 4; i++) {
  printf("name = %s\n", sts[i].name);//輸出名字
}
//進行排序
sortStudent(sts, 4, compareByName);
//輸出排序后數(shù)組中的學生名字
printf("排序后\n");
for (int i = 0; i < 4; i++) {
  printf("name = %s\n", sts[i].name);
}

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