在 C 语言中，函数指针是一种非常灵活的工具，允许在运行时动态调用函数。当涉及到复杂类型的函数指针（例如多层指针、函数返回指针的指针或指针数组）时，理解如何定义、传递和使用这些函数指针非常重要。
函数指针的基本概念
-
函数指针的声明：
返回类型 (*函数指针名称)(参数列表);示例：
int (*fp)(int, float); // 指向一个返回类型为 int，参数为 int 和 float 的函数指针 -
函数指针作为函数参数：
返回类型 函数名(函数指针类型);示例：
void callFunction(int (*fp)(int, float), int x, float y); -
函数指针数组：
返回类型 (*函数指针数组名称[大小])(参数列表);示例：
int (*fpArray[3])(int); // 一个大小为 3 的数组，每个元素是一个函数指针 -
函数返回函数指针：
返回类型 (*函数名(参数列表))(参数列表);示例：
int (*getFunction())(int); // 一个函数，返回一个函数指针
复杂类型函数指针的传递
1. 函数指针作为函数参数
示例：简单函数指针
#include <stdio.h>
// 定义一个函数
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
// 定义一个函数，接收一个函数指针
void execute(int (*fp)(int, int), int x, int y) {
printf("Result: %d\n", fp(x, y)); // 调用函数指针
}
int main() {
execute(add, 5, 10); // 传递函数指针
return 0;
}
输出：
Result: 15
解析：
execute接受一个函数指针fp，以及两个整数参数x和y。- 在
main中，将函数add的地址传递给execute。
2. 函数指针数组作为参数
示例：函数指针数组
#include <stdio.h>
// 定义一些函数
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
int subtract(int a, int b) {
return a - b;
}
// 定义一个函数，接收函数指针数组
void executeArray(int (*fp[])(int, int), int x, int y) {
for (int i = 0; i < 2; i++) {
printf("Result[%d]: %d\n", i, fp[i](x, y)); // 调用函数指针数组中的函数
}
}
int main() {
// 定义函数指针数组
int (*operations[2])(int, int) = {add, subtract};
executeArray(operations, 10, 5); // 传递函数指针数组
return 0;
}
输出：
Result[0]: 15
Result[1]: 5
解析：
- 函数指针数组
operations包含两个函数add和subtract。 executeArray函数遍历数组并调用其中的函数。
3. 返回函数指针的函数
示例：返回函数指针
#include <stdio.h>
// 定义一些函数
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
int subtract(int a, int b) {
return a - b;
}
// 定义一个函数，返回一个函数指针
int (*getOperation(char op))(int, int) {
if (op == '+') {
return add;
} else {
return subtract;
}
}
int main() {
char op = '+';
int (*operation)(int, int) = getOperation(op); // 获取函数指针
printf("Result: %d\n", operation(10, 5)); // 调用返回的函数指针
return 0;
}
输出：
Result: 15
解析：
getOperation根据参数op返回对应的函数指针。- 在
main中，通过调用getOperation获取指向add的函数指针，并调用它。
4. 多级函数指针
示例：指向函数指针的指针
#include <stdio.h>
// 定义一个函数
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
int main() {
int (*fp)(int, int) = add; // 定义函数指针
int (**fpp)(int, int) = &fp; // 定义指向函数指针的指针
printf("Result: %d\n", (*fpp)(10, 20)); // 调用函数指针
return 0;
}
输出：
Result: 30
解析：
fp是一个函数指针，指向add。fpp是一个指向fp的指针，最终通过(*fpp)调用函数。
5. 函数返回多级函数指针
示例：函数返回函数指针的指针
#include <stdio.h>
// 定义函数
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
int subtract(int a, int b) {
return a - b;
}
// 定义一个函数，返回指向函数指针的指针
int (**getPointerToFunction())(int, int) {
static int (*fp)(int, int) = add; // 静态存储的函数指针
return &fp;
}
int main() {
int (**fpp)(int, int) = getPointerToFunction(); // 获取函数指针的指针
printf("Result: %d\n", (*fpp)(15, 5)); // 调用函数
return 0;
}
输出：
Result: 20
解析：
getPointerToFunction返回一个指向函数指针的指针。- 在
main中，通过函数指针的指针调用目标函数。
6. 综合示例：函数指针数组 + 返回函数指针
#include <stdio.h>
// 定义函数
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
int subtract(int a, int b) {
return a - b;
}
// 定义一个函数，返回一个函数指针数组
int (*(*getOperations()))(int, int) {
static int (*operations[2])(int, int) = {add, subtract};
return operations;
}
int main() {
// 获取函数指针数组
int (*(*fpArray))(int, int) = getOperations();
// 使用函数指针数组
printf("Add Result: %d\n", fpArray[0](10, 5)); // 调用 add
printf("Subtract Result: %d\n", fpArray[1](10, 5)); // 调用 subtract
return 0;
}
输出：
Add Result: 15
Subtract Result: 5
总结
- 函数指针和多级函数指针的使用可以灵活调用函数、实现动态绑定。
- 复杂类型函数指针传递的关键：
- 使用右左法则解析函数指针的声明；
- 函数指针可以作为参数、返回值或数组元素；
- 多级函数指针可以指向函数指针，从而实现更复杂的调用结构。
- 常见场景：
- 动态函数调用（如根据条件调用不同函数）。
- 函数指针数组实现回调。
- 函数返回函数指针实现更灵活的接口。