【C】 36_函数与指针分析

函数类型

• C 语言中的函数都有自己特定的类型
• 函数的类型由返回值，参数类型和参数个数共同决定
  int add(int i, int j) 的类型为 int(int, int)
• C 语言中通过 typedef 为函数类型重命名
  typedef type name(parameter list)

例

typedef int f(int, int);
typedef void p(int);

函数指针

• 函数指针用于指向一个函数
• 函数名是执行函数体的入口地址
• 可以通过函数类型定义函数指针： FuncType* pointer;

• 也可以直接定义： type (*pointer)(parameter list);

  • pointer 为函数指针变量名
  • type 为所指函数的返回值类型
  • parameter list 为所指函数的参数类型列表

面试小问题

• 如何使用 C 语言直接跳转到某个固定的地址开始执行？

通过函数指针完成，使用固定的地址初始化函数函数指针。多用于嵌入式设备开发中。

实例分析： 函数指针的使用

Test_1.c

#include <stdio.h>

typedef int(FUNC)(int);

int test(int i)
{
    return i * i;
}

void f()
{
    printf("Call f()...\n");
}

int main()
{
    FUNC* pt = test;
    void (*pf)() = f;
    
    printf("pf = %p\n", pf);
    printf("f = %p\n", f);
    printf("&f = %p\n", &f);
    
    pf();
    
    (*pf)(); 
    
    printf("Fucntion pointer call: %d\n", pt(2));

    return 0;    
}

输出：
pf = 0x8048400
f = 0x8048400
&f = 0x8048400
Call f()...
Call f()...
Fucntion pointer call: 4

分析：
f    <==> pf
pf() <==> (*pf)()

Test_2.c

#include <stdio.h>

typedef int(FUNC)(int);

int test(int i)
{
    return i * i;
}

void f()
{
    printf("Call f()...\n");
}

int main()
{
    FUNC* pt = test;
    void (*pf)() = (void(*)())(0x8048400);   // pf 由一个固定的内存地址初始化！！
    
    printf("pf = %p\n", pf);
    printf("f = %p\n", f);
    printf("&f = %p\n", &f);
    
    pf();
    
    (*pf)();
    
    printf("Fucntion pointer call: %d\n", pt(2));

    return 0;    
}

输出：
pf = 0x8048400
f = 0x8048400
&f = 0x8048400
Call f()...       【跳转到一个固定的地址，成功执行】
Call f()...       【跳转到一个固定的地址，成功执行】
Fucntion pointer call: 4

回调函数

• 回调函数是利用函数指针实现的一种调用机制

• 回调机制原理

  • 调用者不知道具体事件发生时需要调用的具体函数
  • 被调函数不知道何时被调用，只知道需要完成任务
  • 当具体事件发生时，调用者通过函数指针调用具体函数
• 回调机制中的调用者和被调用者互不依赖

实例分析： 回调函数使用示例

#include <stdio.h>

typedef int(*Weapon)(int);

void fight(Weapon wp, int arg)
{
    int result = 0;
    
    printf("Fight boss!\n");
    
    result = wp(arg);
    
    printf("Boss loss: %d\n", result);
}

int knife(int n)
{
    int ret = 0;
    int i = 0;
    
    for(i=0; i<n; i++)
    {
        printf("Knife attack: %d\n", 1);
        ret ++;
    }
    
    return ret;
}

int sword(int n)
{
    int ret = 0;
    int i = 0;
    
    for(i=0; i<n; i++)
    {
        printf("Sword attack: %d\n", 10);
        ret ++;
    }
    
    return ret;
}

int gun(int n)
{
    int ret = 0;
    int i = 0;
    
    for(i=0; i<n; i++)
    {
        printf("Gun attack: %d\n", 5);
        ret ++;
    }
    
    return ret;
}

int main()
{
    fight(knife, 3);
    fight(sword, 4);
    fight(gun, 5);

    return 0;
}

输出：
Fight boss!
Knife attack: 1
Knife attack: 1
Knife attack: 1
Boss loss: 3
Fight boss!
Sword attack: 5
Sword attack: 5
Sword attack: 5
Sword attack: 5
Boss loss: 4
Fight boss!
Gun attack: 5
Gun attack: 5
Gun attack: 5
Gun attack: 5
Gun attack: 5
Boss loss: 5

小结

• C 语言中的函数都有特定的类型
• 可以使用函数类型定义函数指针
• 函数指针是实现回调机制的关键技术
• 通过函数指针可以在 C 程序中实现固定地址跳转

以上内容参考狄泰软件学院系列课程，请大家保护原创！