相信大家當(dāng)初學(xué)習(xí)C語言的時(shí)候，老師一定跟你說過這樣的一句大實(shí)話：【**指針，是C語言的靈魂**】。

? 筆者自出來工作以來，幾乎天天都要跟C語言打交道，回過頭來想一想，這話確實(shí)沒有錯(cuò)。

? 本文，打算從一個(gè)另類的角度，介紹下C語言指針的高級用法，通過本文的閱讀，你將了解到以下知識：

• C語言的指針是什么？
• C語言指針的高級應(yīng)用：函數(shù)指針
• 函數(shù)指針的具體應(yīng)用示例

C語言的指針是什么

? 指針是什么？相信所有的C語言教程，都會告訴你：【指針就是地址】。沒錯(cuò)，的確是這么回事。C語言的指針就好比房屋的地址，只要有了地址，我們就可以訪問到全世界的每一個(gè)角落。C語言的世界也是如此，地址就是一切，有了地址，就沒有干不成的事情。

? 在C語言里，如果想對一個(gè)int類型的變量a進(jìn)行賦值操作，我們會這樣寫： a = 5；這樣的形式，就是直接訪問。對應(yīng)的，我們有間接訪問的方式，就是通過指針來實(shí)現(xiàn)。比如我們可以定義一個(gè)指針 int *b = &a； 指針b存放的是a變量的地址，我們通過這樣: *b = 5；一樣可以實(shí)現(xiàn)對a進(jìn)行賦值操作，這就是間接訪問的力量。

? C語言的指針是靈活的，它不僅可以像如上代碼一樣，指向一個(gè)普通變量，它也可以指向一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量，甚至還可以指向一個(gè)函數(shù)名。原因就在于，函數(shù)名，在C語言的語法里，本質(zhì)上就代表了函數(shù)的執(zhí)行地址，說白了，它也是一個(gè)“指針”。而這，就是我們以下要詳細(xì)介紹的【函數(shù)指針】。

C語言指針的高級應(yīng)用：函數(shù)指針

? 【函數(shù)指針】，顧名思義，就是一個(gè)指向函數(shù)的指針，它的本質(zhì)還是一個(gè)指針，只不過這個(gè)指針指向的內(nèi)容是一個(gè)函數(shù)。

? 在講解【函數(shù)指針】之前，我們先假設(shè)有若干個(gè)函數(shù)，它們的原型定義如下所示：

int test_function_1(int arg);
int test_function_2(int arg);
int test_function_3(int arg);
...
int test_function_n(int arg);

[外鏈圖片轉(zhuǎn)存失敗,源站可能有防盜鏈機(jī)制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-NgxkHoX2-1661923373249)(data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAPABAP///wAAACH5BAEKAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)]

? 從函數(shù)原型上我們可以知道，這些個(gè)函數(shù)都是接收一個(gè)int類型的形參，返回值類型為int型。從原型上看，這幾個(gè)函數(shù)幾乎是一模一樣，那么我們有沒有方法可以將這些原型一致的函數(shù)重新整理定義呢？答案肯定是，有的。

? 追求高效、簡潔的C語言就我們提供了一個(gè)非常有用的關(guān)鍵字typedef，通過typedef我們可以重新創(chuàng)造出一個(gè)新的數(shù)據(jù)類型，而不再局限于C語言的基本數(shù)據(jù)類型。比如我們就可以利用typedef定義一個(gè)叫形如上述函數(shù)原型的【函數(shù)指針】數(shù)據(jù)類型，它的寫法如下所示：

typedef int (*FUNCTION)(int arg);

[外鏈圖片轉(zhuǎn)存失敗,源站可能有防盜鏈機(jī)制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-MLEkQ9Bo-1661923373252)(data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAPABAP///wAAACH5BAEKAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)]

? 從定義上看，因?yàn)?)擁有最高優(yōu)先級，所以*FUNCTION首先結(jié)合在一起，這就決定了它是一個(gè)指針。接著，*FUNCTION的后面接上了(int arg)，這就是函數(shù)的入?yún)?；而前面的int 就表示函數(shù)的返回值。這就是【函數(shù)指針】的原型定義。

? 【函數(shù)指針】最為一種特殊的指針，自然它也是要指向內(nèi)容才能使用的，毫無疑問，它就是要指向?qū)?yīng)原型的函數(shù)。具體怎么使用呢？

函數(shù)指針的具體應(yīng)用示例

? 【函數(shù)指針】這種高階用法，可能有些人用得比較少，但是如果你閱讀過類似openssl這樣的大型C語言編寫的開源代碼之后，相信你一定會感嘆：原來，C語言的指針還能這么用！??！

? 有了【函數(shù)指針】的利器，我們就可以用它來大做文章，請看以下示例代碼：

int test_function_1(int arg)
{
    printf("This msg is printed form %s ...\n", __func__);
    return arg;
}

int test_function_2(int arg)
{
    printf("This msg is printed form %s ...\n", __func__);
    return arg;
}

int test_function_3(int arg)
{
    printf("This msg is printed form %s ...\n", __func__);
    return arg;
}

typedef int (*FUNCTION)(int arg);

int function_pointer_test_1(void)
{
    int ret;
    int arg = 1;
    FUNCTION func = NULL;        //定義個(gè)函數(shù)指針

    func = test_function_1;     //把函數(shù)指針指向test-function-1
    //ret = test_function_1(arg); //通過函數(shù)名直接調(diào)用test-function-1函數(shù)
    ret = func(arg);            //通過函數(shù)指針間接調(diào)用test-function-1函數(shù)

    func = test_function_2;     //把函數(shù)指針指向test-function-2
    //ret = test_function_2(arg); //通過函數(shù)名直接調(diào)用test-function-2函數(shù)
    ret = func(arg);            //通過函數(shù)指針間接調(diào)用test-function-2函數(shù)

    func = test_function_3;     //把函數(shù)指針指向test-function-3
    //ret = test_function_3(arg); //通過函數(shù)名直接調(diào)用test-function-3函數(shù)
    ret = func(arg);            //通過函數(shù)指針間接調(diào)用test-function-3函數(shù)

    return 0;
}

int function_pointer_test_2(void)
{
    int ret;
    int arg = 1;
    int i = 0;
    FUNCTION func = NULL;       //定義個(gè)函數(shù)指針
    FUNCTION func_array[] =     //定義一組函數(shù)列表
    {
        test_function_1,
        test_function_2,
        test_function_3,
    };

    //終極大招，循環(huán)處理3個(gè)函數(shù)的間接調(diào)用
    for (i = 0; i < sizeof(func_array); i ++) {
        func = func_array[i]; //把函數(shù)指針指向?qū)?yīng)的函數(shù)
        ret = func(arg);      //通過函數(shù)指針間接調(diào)用對應(yīng)的函數(shù)
    }

    return 0;
}

int main(int argc, char **argv)
{
    function_pointer_test_1();
    function_pointer_test_2();  

    /*
    結(jié)果輸出，兩個(gè)function_pointer_test函數(shù)均有同樣的輸出結(jié)果：
    This msg is printed form test_function_1 ...
    This msg is printed form test_function_2 ...
    This msg is printed form test_function_3 ...
    */

    return 0;
}

/*
總結(jié)：
雖然通過兩個(gè)調(diào)用的方式，輸出結(jié)果是一致的，但是顯然方式2的處理更為高效、簡潔；
從代碼的字里行間，仿佛看到C語言的“多態(tài)”：將不同的函數(shù)名賦值給同一個(gè)函數(shù)指針變量；
使用同一個(gè)函數(shù)指針發(fā)起函數(shù)調(diào)用，得到不一樣的結(jié)果輸出，這不就是多態(tài)嗎？
*/

[外鏈圖片轉(zhuǎn)存失敗,源站可能有防盜鏈機(jī)制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-oLznHZnb-1661923373260)(data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAPABAP///wAAACH5BAEKAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)]

? 通過如上的示例代碼，C語言的【多態(tài)】你get到了嗎？

? 千萬不要小瞧了上面的示例代碼，如果你能熟練掌握其中的【指針精髓】，再去閱讀一些業(yè)內(nèi)廣泛使用的C語言編寫的開源項(xiàng)目源碼，比如大名鼎鼎的openssl；相信閱讀之后，你的C語言功力一定會大大地提升。

? 不過，值得注意的是，文中的示例代碼均是筆者在非編程環(huán)境下編寫，屬于【白板編程】，難免會出現(xiàn)編寫錯(cuò)誤、編譯不過、或執(zhí)行結(jié)果不正確的情況；還請細(xì)心的讀者誠心指正，感激不盡。

延伸閱讀預(yù)告：

為充實(shí)C語言的指針知識，筆者將會在后續(xù)的文章中整理大名鼎鼎的C語言巨著《C和指針》，敬請期待。