C语言:函数指针

一 通常的函数调用

//自行包含头文件
void MyFun(int x); //此处的声明也可写成:void MyFun( int );int main(int argc, char* argv[])
{
  MyFun(10); //这里是调用MyFun(10);函数
  return 0;
}void MyFun(int x) //这里定义一个MyFun函数
{
  printf("%d\n", x);
}

这个MyFun函数是一个无返回值的函数,主函数中调用MyFun函数的书写格式:
MyFun(10);
我们一开始只是从功能上理解MyFun这个函数,知道MyFun函数名代表的是一个功能(或是说一段代码)。
直到——
学习到函数指针概念时。我才不得不在思考:函数名到底又是什么东西呢?(函数代码段地址

二 函数指针变量的声明

就像某一数据变量的内存地址可以存储在相应的指针变量中一样,函数的首地址也以存储在某个函数指针变量里的。这样,我就可以通过这个函数指针变量调用所指向的函数了。

在C系列语言中,任何一个变量,总是要先声明,之后才能使用的。那么,函数指针变量也应该要先声明吧?那又是如何来声明呢?
以上面的例子为例,我来声明一个可以指向MyFun函数的函数指针变量FunP。下面就是声明FunP变量的方法:

void (*FunP)(int) ;   //也可写成void (*FunP)(int x);

你看,整个函数指针变量的声明格式如同函数MyFun的声明处一样,只不过——我们把MyFun改成(*FunP)而已,这样就有了一个能指向MyFun函数的指针FunP了(给变量赋值赋值后)。(当然,这个FunP指针变量也可以指向所有其它具有相同参数及返回值的函数)

三 通过函数指针变量调用函数

有了FunP指针变量后,我们就可以对它赋值指向MyFun,然后通过FunP来调用MyFun函数了。看我如何通过FunP指针变量来调用MyFun函数的:

//自行包含头文件
void MyFun(int x); //这个声明也可写成:void MyFun( int );
void (*FunP)(int); //也可声明成void(*FunP)(int x),但习惯上一般不这样。int main(int argc, char* argv[])
{
   MyFun(10); //这是直接调用MyFun函数
   FunP=&MyFun; //将MyFun函数的地址赋给FunP变量
   (*FunP)(20); //这是通过函数指针变量FunP来调用MyFun函数的。
}void MyFun(int x) //这里定义一个MyFun函数
{
   printf(%d\n”,x);
}

运行看看。嗯,不错,程序运行得很好。

我的感觉是:MyFun与FunP的类型关系类似于int 与int *的关系——
函数MyFun好像是一个如int的变量(或常量),而FunP则像一个如int *一样的指针变量。
int i,*pi;
pi=&i; //与FunP=&MyFun比较。
你的感觉呢? 其实不然——

四 调用函数的其它书写格式

函数指针也可如下使用,来完成同样的事情:

//自行包含头文件
void MyFun(int x); 
void (*FunP)(int ); //声明一个用以指向同样参数,返回值函数的指针变量。int main(int argc, char* argv[])
{
   MyFun(10); //这里是调用MyFun(10);函数
   FunP=MyFun; //将MyFun函数的地址赋给FunP变量
   FunP(20); //这是通过函数指针变量来调用MyFun函数的。
   return 0;
}void MyFun(int x) //这里定义一个MyFun函数
{
   printf(%d\n”,x);
}

运行试试,啊!一样地成功。
咦?FunP=MyFun;
可以这样将MyFun值同赋值给FunP,难道MyFun与FunP是同一数据类型(即如同的intint的关系),而不是如同intint*的关系了?(有没有一点点的糊涂了?)
看来与之前的感觉有点矛盾了,是吧!
请容许我暂不给你解释,继续看以下几种情况(这些可都是可以正确运行的代码):

  • 代码之三:
int main(int argc, char* argv[])
{
   MyFun(10); //这里是调用MyFun(10);函数
   FunP=&MyFun; //将MyFun函数的地址赋给FunP变量
   FunP(20); //这是通过函数指针变量来调用MyFun函数的。
   return 0;
}
  • 代码之四:
int main(int argc, char* argv[])
{
   MyFun(10); //这里是调用MyFun(10);函数
   FunP=MyFun; //将MyFun函数的地址赋给FunP变量
   (*FunP)(20); //这是通过函数指针变量来调用MyFun函数的。
   return 0;
}
  • 还有呐!看——
int main(int argc, char* argv[])
{
   (*MyFun)(10); //看,函数名MyFun也可以有这样的调用格式
    return 0;
}

你也许第一次见到吧:函数名调用也可以是这样写的啊!(只不过我们平常没有这样写罢了)
那么,这些又说明了什么呢?
结论:

  1. 其实,MyFun的函数名与FunP函数指针都是一样的,即都是函数指针。MyFun函数名是一个函数指针常量,而FunP是一个函数数指针变量,这是它们的关系。
  2. 但函数名调用如果都得如(*MyFun)(10);这样,那书写与读起来都不方便。所以C语言的设计者们才会设计成又可允许MyFun(10);这种形式地调用(这样方便多了并与数学中的函数形式一样,不是吗?)。
  3. 为统一起见,FunP函数指针变量也可以FunP(10)的形式来调用。
  4. 赋值时,即可FunP=&MyFun形式,也可FunP=MyFun

上述代码的写法,随便你爱怎么写都写!

最后——
补充说明一点:在函数的声明处:

void MyFun(int);    //不能写成void (*MyFun)(int)。
void (*FunP)(int);  //不能写成void FunP(int)。

(请看注释)这一点是要注意的。

五 定义某一函数的指针类型:

就像自定义数据类型一样,我们也可以先定义一个函数指针类型,然后再用这个类型来声明函数指针变量。
我先给你一个自定义数据类型的例子。

typedef int* PINT; //为int* 类型定义了一个PINT的别名
int main()
{
  int x;
  PINT px=&x; //与int * px=&x;是等价的。PINT类型其实就是int * 类型
  *px=10;     //px就是int*类型的变量 
  return 0;
}

根据注释,应该不难看懂吧!(虽然你可能很少这样定义使用,但以后学习Win32编程时会经常见到的。)

下面我们来看一下函数指针类型的定义及使用:(请与上对照!)

//自行包含头文件
void MyFun(int x); //此处的声明也可写成:void MyFun( int );
typedef void (*FunType)(int); //这样只是定义一个函数指针类型
FunType FunP; //然后用FunType类型来声明全局FunP变量int main(int argc, char* argv[])
{
   //FunType FunP; //函数指针变量当然也是可以是局部的 ,那就请在这里声明了。 
   MyFun(10); 
   FunP=&MyFun; 
   (*FunP)(20); 
   return 0;
}void MyFun(int x) 
{
   printf("%d\n",x);
}

首先,在void (*FunType)(int ); 前加了一个typedef 。这样只是定义一个名为FunType函数指针类型,而不是一个FunType变量
然后,FunType FunP; 这句就如PINT px;一样地声明一个FunP变量
其它相同。整个程序完成了相同的事。

这样做法的好处是:
有了FunType类型后,我们就可以同样地、很方便地用FunType类型来声明多个同类型的函数指针变量了。如下:
FunType FunP2;
FunType FunP3;
//……

六 函数指针作为某个函数的参数

既然函数指针变量是一个变量,当然也可以作为某个函数的参数来使用的。所以,你还应知道函数指针是如何作为某个函数的参数来传递使用的。

给你一个实例:
要求:我要设计一个CallMyFun函数,这个函数可以通过参数中的函数指针值不同来分别调用MyFun1、MyFun2、MyFun3这三个函数(注:这三个函数的定义格式应相同)。
实现:代码如下:

//自行包含头文件 
void MyFun1(int x); 
void MyFun2(int x); 
void MyFun3(int x); 
typedef void (*FunType)(int );  // 定义一个函数指针类型FunType,与①函数类型一至
void CallMyFun(FunType fp, int x);int main(int argc, char* argv[])
{
   CallMyFun(MyFun1,10); // 通过CallMyFun函数分别调用三个不同的函数
   CallMyFun(MyFun2,20); 
   CallMyFun(MyFun3,30); 
}
void CallMyFun(FunType fp,int x) // 参数fp的类型是FunType。
{
  fp(x);// 通过fp的指针执行传递进来的函数,注意fp所指的函数是有一个参数的
}
void MyFun1(int x) // 这是个有一个参数的函数,以下两个函数也相同
{
   printf("函数MyFun1中输出:%d\n",x);
}
void MyFun2(int x) 
{
   printf("函数MyFun2中输出:%d\n",x);
}
void MyFun3(int x) 
{
   printf("函数MyFun3中输出:%d\n",x);
}

七 地址跳转

void(*reset)(void)= (void(*)(void))0

void(*reset)(void)就是函数指针定义,(void(*)(void))0是强制类型转换操作,将数值“0”强制转换为函数指针地址“0”。
通过调用reset()函数,程序就会跳转到程序执行的“0”地址处继续执行。
在一些高级单片机Bootloader中,如NBoot、UBoot、EBoot,经常通过这些Bootloader进行下载程序,然后通过函数指针跳转到要执行程序的地址处。

void (*theUboot)(void);
//...
theUboot = (void (*)(void))(0x30700000);
theUboot();
//...

或直接

(*(void (*)(void))(0x30700000))();

使用强制类型转换,将一个绝对地址转换为一个函数指针,并调用这个函数以跳转到前面提到的绝对地址。
翻译成汇编就是:

mov r0, 0x30700000;
mov pc, r0

对于(*(void (*)(void))(0x30700000))();
可以这样理解:
首先(void( * )(void) )是一个强制类型转换符,他将后面的0x30700000这个无符号整数强制转化为一个函数指针,该函数指针所指向的函数入口参数为 void,返回值也是void 。
如果到这步你看懂了,那么设(void (*)(void))(0x30700000)为 fp, 上面的表达式就可以简化为(*fp)();
OK,这下就清楚了吧,我们将上面转化好的函数指针进行引用(也就是调用函数指针指向的函数)。

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