C语言的本质（12）——指针与函数

往往，我们一提到指针函数和函数指针的时候，就有很多人弄不懂。下面详细为大家介绍C语言中指针函数和函数指针。

1、指针函数

当一个函数声明其返回值为一个指针时，实际上就是返回一个地址给调用函数，以用于需要指针或地址的表达式中。

格式：

类型说明符 * 函数名(参数)

由于返回的是一个地址，所以类型说明符一般都是int。

在C语言中，函数也是一种类型，可以定义指向函数的指针。我们知道，指针变量的内存单元存放一个地址值，而函数指针存放的就是函数的入口地址（位于.text段）。下面看一个简单的例子：

#include <stdio.h>

void say_hello(const char *str)
{
    printf("Hello %s\n", str);
}

int main(void)
{
    void (*f)(const char *) = say_hello;
    f("Guys");
    return 0;
}

分析一下变量f的类型声明void (*f)(const char *)，f首先跟*号结合在一起，因此是一个指针。(*f)外面是一个函数原型的格式，参数是const char *，返回值是void，所以f是指向这种函数的指针。而say_hello的参数是const char *，返回值是void，正好是这种函数，因此f可以指向say_hello。注意，say_hello是一种函数类型，而函数类型和数组类型类似，做右值使用时自动转换成函数指针类型，所以可以直接赋给f，当然也可以写成void (*f)(const char *) = &say_hello;，把函数say_hello先取地址再赋给f，就不需要自动类型转换了。

可以直接通过函数指针调用函数，如上面的f("Guys")，也可以先用*f取出它所指的函数类型，再调用函数，即(*f)("Guys")。可以这么理解：函数调用运算符()要求操作数是函数指针，所以f("Guys")是最直接的写法，而say_hello("Guys")或(*f)("Guys")则是把函数类型自动转换成函数指针然后做函数调用。

2、函数指针

指向函数的指针包含了函数的地址，可以通过它来调用函数。声明格式如下：

类型说明符 (*函数名)(参数)

其实这里不能称为函数名，应该叫做指针的变量名。这个特殊的指针指向一个返回整型值的函数。指针的声明笔削和它指向函数的声明保持一致。

指针名和指针运算符外面的括号改变了默认的运算符优先级。如果没有圆括号，就变成了一个返回整型指针的函数的原型声明。

例如：

void (*fptr)();

把函数的地址赋值给函数指针，可以采用下面两种形式：

fptr=&Function;
fptr=Function;

取地址运算符&不是必需的，因为单单一个函数标识符就标号表示了它的地址，如果是函数调用，还必须包含一个圆括号括起来的参数表。

可以采用如下两种方式来通过指针调用函数：

x=(*fptr)();
x=fptr();

第二种格式看上去和函数调用无异。但是有些程序员倾向于使用第一种格式，因为它明确指出是通过指针而非函数名来调用函数的。下面举一个例子：

void (*funcp)();
void FileFunc(),EditFunc();
int main(void)
{
	funcp=FileFunc;
	(*funcp)();
	funcp=EditFunc;
	(*funcp)();
}
void FileFunc()
{
	printf(\"FileFunc\\n\");
}
void EditFunc()
{
	printf(\"EditFunc\\n\");
}

程序输出为：

FileFunc

EditFunc

下面再举几个例子区分函数类型和函数指针类型。首先定义函数类型F：

typedef int F(void);

这种类型的函数不带参数，返回值是int。那么可以这样声明f和g：

F f, g;相当于声明：

int f(void);
int g(void);

下面这个函数声明是错误的：

F h(void);

因为函数可以返回void类型、标量类型、结构体、联合体，但不能返回函数类型，也不能返回数组类型。而下面这个函数声明是正确的：

F *e(void);

函数e返回一个F *类型的函数指针。如果给e多套几层括号仍然表示同样的意思：

F *((e))(void);

但如果把*号也套在括号里就不一样了：

int (*fp)(void);

这样声明了一个函数指针，而不是声明一个函数。fp也可以这样声明：

F *fp;

3、指针类型的参数和返回值

首先看下面的程序：

#include <stdio.h>

int *swap(int *px, int *py)
{
         inttemp;
         temp= *px;
         *px= *py;
         *py= temp;
         returnpx;
}

int main(void)
{
         inti = 10, j = 20;
         int*p = swap(&i, &j);
         printf("nowi=%d j=%d *p=%d\n", i, j, *p);
         return0;
}
 

我们知道，调用函数的传参过程相当于用实参定义并初始化形参，swap(&i, &j)这个调用相当于：

int *px = &i;
int *py = &j;

所以px和py分别指向main函数的局部变量i和j，在swap函数中读写*px和*py其实是读写main函数的i和j。尽管在swap函数的作用域中访问不到i和j这两个变量名，却可以通过地址访问它们，最终swap函数将i和j的值做了交换。

上面的例子还演示了函数返回值是指针的情况，return px;语句相当于定义了一个临时变量并用px初始化：

int *tmp = px;

然后临时变量tmp的值成为表达式swap(&i,&j)的值，然后在main函数中又把这个值赋给了p，相当于：

int *p = tmp;

最后的结果是swap函数的px指向哪就让main函数的p指向哪。我们知道px指向i，所以p也指向i。