C/C++干貨:函數(shù)指針與指針函數(shù)
1 什么是指針?
定義:指針是程序數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的地址,而指針變量是用來保存這些地址的變量;
上面一個(gè) 4GB的內(nèi)存可以存放
2^32字節(jié)的數(shù)據(jù)。左側(cè)連續(xù)的十六進(jìn)制編號(hào)就是內(nèi)存地址,每個(gè)內(nèi)存地址對(duì)應(yīng)一個(gè)字節(jié)的內(nèi)存空間。而指針變量保存的就是這個(gè)編號(hào),也即內(nèi)存地址。
指針的聲明:
指針的聲明:
指針其實(shí)就是一個(gè)變量,指針的聲明方式與一般的變量聲明類似,如下:
int *p; // 聲明一個(gè) int 類型的指針 p,該指針指向一個(gè)int類型的對(duì)象
char *p // 聲明一個(gè) char 類型的指針 p,該指針指向一個(gè)int類型的對(duì)象
int *arr[10] // 聲明一個(gè)指針數(shù)組,該數(shù)組有10個(gè)元素,其中每個(gè)元素都是一個(gè)指向 int 類型對(duì)象的指針
int (*arr)[10] // 聲明一個(gè)數(shù)組指針,該指針指向一個(gè) int 類型的一維數(shù)組
int **p; // 聲明一個(gè)指針 p ,該指針指向一個(gè) int 類型的指針
聲明一個(gè)指針變量并不會(huì)自動(dòng)分配任何內(nèi)存。在對(duì)指針進(jìn)行間接訪問之前,指針必須進(jìn)行初始化:或是使他指向現(xiàn)有的內(nèi)存,或者給他動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存,否則我們并不知道指針指向哪兒,這個(gè)問題需要特別關(guān)注。
2 什么是函數(shù)指針?
函數(shù)指針定義:函數(shù)指針是指向函數(shù)的指針變量。因此“函數(shù)指針”本身首先應(yīng)是指針變量,只不過該指針變量指向函數(shù)。這正如用指針變量可指向整型變量、字符型、數(shù)組一樣,這里是指向函數(shù)。
其通用表達(dá)式為:類型說明符 (*函數(shù)名) (參數(shù))
int (*fun)(int x) //函數(shù)指針的定義
int (*fun)(int x,int y) //函數(shù)指針的定義
函數(shù)指針在PC軟件開發(fā)中使用較少,在嵌入式行業(yè)使用較多,但是無(wú)論是PC軟件還是嵌入式軟件,理解函數(shù)指針的定義和使用,對(duì)于理解程序設(shè)計(jì)都是很有好處的。
函數(shù)指針的賦值
函數(shù)指針和其他指針一樣定義之后使用之前也是需要初始化。
函數(shù)指針有兩個(gè)用途:調(diào)用函數(shù)和做函數(shù)的參數(shù)
int (*fun)(int x,int y) //函數(shù)指針的定義
fun = &Function //函數(shù)指針的賦值方式1
fun = Function //函數(shù)指針的賦值方式2
x = (*fun)() //函數(shù)指針的調(diào)用方式1
x = fun() //函數(shù)指針的調(diào)用方式2
函數(shù)賦值的時(shí)候取地址運(yùn)算符&不是必需的,因?yàn)橐粋€(gè)函數(shù)標(biāo)識(shí)符就表示了它的地址,并且賦值的時(shí)候函數(shù)不需要帶圓括號(hào);
如果是函數(shù)調(diào)用,還必須包含一個(gè)圓括號(hào)括起來的參數(shù)表。
函數(shù)指針的用法
我們使用指針的時(shí)候,需要通過鑰匙 *來取其指向的內(nèi)存里面的值,函數(shù)指針使用也如此。通過用(*pf)取出存在這個(gè)地址上的函數(shù),然后調(diào)用它。
char* fun(char* p1,char* p2)
{
int i = 0;
i = strcmp(p1,p2); if(0 == i)
{ return p1;
} else { return p2;
}
}
int main()
{
char * (*pf)(char* p1,char* p2);
pf = &fun;
(*pf)("aa","bb"); return 0;
}
這里需要注意到是,在Visual C++6.0里,給函數(shù)指針賦值時(shí),可以用&fun或直接用函數(shù)名fun。這是因?yàn)楹瘮?shù)名被編譯之后其實(shí)就是一個(gè)地址,所以這里兩種用法沒有本質(zhì)的差別。
用法延申
當(dāng)我們不滿足于函數(shù)指針上面如此簡(jiǎn)單的用法時(shí),這時(shí)候需要一個(gè)高級(jí)用法來擴(kuò)展我們對(duì)于函數(shù)指針的認(rèn)知邊界。
感興趣的同學(xué)可以看看下面這個(gè)用法,并嘗試?yán)斫庠摫磉_(dá)式是如何使用的函數(shù)指針。
(* (void(*)()) 0)(); //出自《C Trap and Pitfalls》這本經(jīng)典的書
答案如下: ``
-
第一步:通過
void(*) (),可以明白這是一個(gè)函數(shù)指針類型。這個(gè)函數(shù)沒有參數(shù),沒有返回值。
-
第二步:通過
(void(*) ())0,可以明白這是將
0強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為函數(shù)指針類型,
0是一個(gè)地址,也就是說一個(gè)函數(shù)存在首地址為
0的一段區(qū)域內(nèi)。
-
第三步:通過
(*(void(*) ())0),可以明白這是取0地址開始的一段內(nèi)存里面的內(nèi)容。
-
第四步:最終理解
(*(void(*) ())0)(),這是函數(shù)調(diào)用。
讓程序跳轉(zhuǎn)到絕對(duì)地址為0x0113F90C
方法一:
-
將
0x0113F90C地址強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為函數(shù)指針類型,即:
(void (*)())0x0113F90C
-
然后調(diào)用:
((void (*)())0x0113F90C)()
方法二:
typedef (void (*)()) VoidFuncPtr;
((VoidFuncPtr)0x0113F90C)();
面試題:指出程序的錯(cuò)誤
#include void main(void)
{
int max(x,y);
int *p=max;
int a,b,c,d;
scanf("%d %d %d",a,b,c);
d=p(p(a,b),c); printf("d:%d\n",d); return;
}
int max(int a,int y)
{ return(x > y ?x:y);
}
答案:
-
int max(x ,y);函數(shù)聲明錯(cuò)誤,改為:
int max(int x,int y);
解析:max函數(shù)聲明只是寫出了函數(shù)的形參的名稱,這對(duì)參數(shù)的類型來說是毫無(wú)意義的,編譯器會(huì)把x和y當(dāng)做數(shù)據(jù)類型來看,編譯時(shí)會(huì)出錯(cuò),max的調(diào)用肯定也會(huì)出錯(cuò)。
-
int *p=max;指針定義錯(cuò)誤,改為:
int (*p)(int ,int)=max;
解析:函數(shù)的指針是不能直接賦值給int型指針.
-
scanf("%d %d %d",a,b,c);庫(kù)函數(shù)使用錯(cuò)誤,改為
scanf("%d %d%d",&a,&b,&c);
解析:庫(kù)函數(shù)使用錯(cuò)誤,第二部分應(yīng)該是接收數(shù)據(jù)的地址,這里卻寫成了變量。
-
d=p(p(a,b),c);函數(shù)指針調(diào)用函數(shù)錯(cuò)誤,改為
d=(*p)((*p)(a,b),c);`
解析:用函數(shù)指針調(diào)用函數(shù)的格式如下:(【*】【函數(shù)指針名稱】)(【參數(shù)列表】);不能直接用函數(shù)指針加上參數(shù)就直接調(diào)用
3 什么是指針函數(shù)?
指針函數(shù)定義:指針函數(shù)的落腳點(diǎn)是一個(gè)函數(shù),這個(gè)函數(shù)的返回值是一個(gè)指針,與普通函數(shù)int function(int,int)類似,只是返回的數(shù)據(jù)類型不一樣而已。
_type_ *function(int, int) //返回的是指針地址
int function(int,int) //返回的是int型數(shù)據(jù)。
int *fun(int x) //指針函數(shù)的定義
int * fun(int x,int y) //指針函數(shù)的定義
int* fun(int x,int y) //指針函數(shù)的定義
以上三種寫法均正確,但是*靠近返回值一點(diǎn)更容易理解。
指針函數(shù)的調(diào)用
在調(diào)用指針函數(shù)時(shí),需要一個(gè)同類型的指針來接收其函數(shù)的返回值。
typedef struct _Data{
int a;
int b;
}Data;
//指針函數(shù)
Data* f(int a,int b){
Data * data = new Data;
data->a = a;
data->b = b; return data;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
QApplication a(argc, argv);
//調(diào)用指針函數(shù)
Data * myData = f(4,5);
qDebug() << "f(4,5) = " << myData->a << myData->b; return a.exec();
}
不過也可以將其返回值定義為 void*類型,在調(diào)用的時(shí)候強(qiáng)制轉(zhuǎn)換返回值為自己想要的類型。
其輸出結(jié)果是一樣的,不過不建議這么使用,因?yàn)閺?qiáng)制轉(zhuǎn)換可能會(huì)帶來風(fēng)險(xiǎn)。返回類型可以是任何基本類型和復(fù)合類型。返回指針的函數(shù)的用途十分廣泛。
事實(shí)上,每一個(gè)函數(shù),即使它不帶有返回某種類型的指針,它本身都有一個(gè)入口地址,該地址相當(dāng)于一個(gè)指針。
比如函數(shù)返回一個(gè)整型值,實(shí)際上也相當(dāng)于返回一個(gè)指針變量的值,不過這時(shí)的變量是函數(shù)本身而已,而整個(gè)函數(shù)相當(dāng)于一個(gè)“變量”。
4 函數(shù)指針與指針函數(shù)區(qū)別
通過以上的介紹,小伙伴應(yīng)該都能理解二者的定義。那么簡(jiǎn)單的總結(jié)下二者的區(qū)別:
1. 定義不同
-
指針函數(shù)本質(zhì)是一個(gè)函數(shù),其返回值為指針。
-
函數(shù)指針本質(zhì)是一個(gè)指針,其指向一個(gè)函數(shù)。
2. 寫法不同
-
指針函數(shù):
int* fun(int x,int y);
-
函數(shù)指針:
int (*fun)(int x,int y);
可以簡(jiǎn)單粗暴的理解為,指針函數(shù)的*是屬于數(shù)據(jù)類型的,而函數(shù)指針的星號(hào)是屬于函數(shù)名的。
再簡(jiǎn)單一點(diǎn),可以這樣辨別兩者:函數(shù)名帶括號(hào)的就是函數(shù)指針,否則就是指針函數(shù)。
3. 用法不同
上面函數(shù)指針和指針函數(shù)的用法都有,但是函數(shù)指針的用法會(huì)更多,相對(duì)而言難度也更大,例如函數(shù)指針與回調(diào)函數(shù),如果是C++非靜態(tài)成員函數(shù)指針,其用法也會(huì)有一些區(qū)別,感興趣的同學(xué)可以關(guān)注后續(xù)推文或自行查閱相關(guān)書籍。
總而言之,這兩個(gè)東西很容易搞混淆,一定要深入理解其兩者定義和區(qū)別,避免犯錯(cuò)。
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本文授權(quán)轉(zhuǎn)載自C語(yǔ)言與CPP,作者:LeeWay
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