函数指针与函数指针数组应用总结

函数指针

函数指针包含函数在内存中的地址。数组名实际上就是数组的第一个元素在内存中的地址，类似地，函数名实际上也是执行这个函数任务的代码在内存中的起始地址。

函数指针可以传递给函数、从函数返回、保存在数组中、赋予另一个函数指针或者调用底层函数。

#include <stdio.h>//定义四则运算double add(double a, double b);double sub(double a, double b);double mul(double a, double b);double divi(double a, double b);//声明函数指针double (*foo)(double a, double b);int main(int argc, const char * argv[]) {    double num1, num2;    num1 = 4;    num2 = 2;    //函数指针赋值    foo = add;    printf("%f + %f = %f\n", num1, num2, foo(num1, num2));    //函数指针重载    foo = sub;    printf("%f - %f = %f\n", num1, num2, foo(num1, num2));    return 0;}double add(double a, double b){    return a+b;}double sub(double a, double b){    return a-b;}//……

输出结果如下：

4.000000 + 2.000000 = 6.0000004.000000 - 2.000000 = 2.000000Program ended with exit code: 0

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函数指针数组

函数指针数组在菜单驱动系统、启动消息的处理函数等领域，都有其独特的应用。下面列举了三个实际的应用场景：

场景一：有关积分计算

#include <stdio.h>//定义四个待积函数double func1(double x){    return x;}double func2(double x){    return x*x;}double func3(double x){    return x*x*x;}/* * 定义积分运算： * 1. func指向待积函数 * 2. a表示积分下限，b表示积分上限 */double calculation(double (*func)(double x), double a, double b){    double dx = 0.001;    double sum = 0;    for(double i=a+dx; i<b; i+=dx){        sum += func(i) * dx;    }    return sum;}int main(int argc, const char * argv[]) {    //定义积分上限与下限    double a=0;    double b=1;    //为函数指针数组赋值    double (*foo[])(double x) = {func1, func2, func3};    //计算三个函数的定积分    for(int i=0; i<3; i++){        printf("函数func%i在[0,1]上的定积分为：%f\n", i+1,               calculation(foo[i], a, b));    }    return 0;}

输出结果为：

函数func1在[0,1]上的定积分为：0.499500函数func2在[0,1]上的定积分为：0.332834函数func3在[0,1]上的定积分为：0.249500Program ended with exit code: 0

场景2：Windows驱动编程

#pragma INITCODEextern "C" NTSTATUS DriverEntry (            IN PDRIVER_OBJECT pDriverObject,            IN PUNICODE_STRING pRegistryPath    ) {    NTSTATUS status;    //注册其他驱动调用函数入口    pDriverObject->DriverUnload = HelloDDKUnload;    pDriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_CREATE] = MyDDKCreate;    pDriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_CLOSE] = MyDDKClose;    pDriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_WRITE] = MyDDKWrite;    pDriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_READ] = MyDDKRead;    .........    .........}

场景3：处理标识类型的数据

假如现在需要处理一段二进制数据，输入参数为 char* buffer和 int length，buffer是数据的首地址，length表示这批数据的长度。

数据的特点是：长度不定，类型不定，由第一个字节（buffer[0]）标识该数据的类型，此时共有256 (2的8次方) 种可能性。

要求必须对每一种可能出现的数据类型都要作处理，并且模块包含若干个函数，在每个函数里面都要作类似的处理。

若按通常做法，会写出如下代码：

//首先定义256个处理函数(及其实现)。void funtion0( void );……void funtion255(void );//总处理函数如下：void MyFuntion( char* buffer, int length ){　　　　__int8 nStreamType = buffer[0];　　　　switch( nStreamType )　　　　{　　　　　　　case 0:　　　　　　　　　　　function1();　　　　　　　　　　　break;　　　　　　　case 1:　　　　　　　......　　　　　　　case 255:　　　　　　　　　　　function255();　　　　　　　　　　　break;　　　　　}}

若采用函数指针数组的方式代替switch语句，则可以改写为：

//首先定义函数指针数组，并给数组赋值。void (*fun[256])(void);fun[0] = function0;…….fun[255] = function();//之后，MyFunction()函数可以修改如下：void MyFuntion( char* buffer, int length ){　　　　__int8 nStreamType = buffer[0];　　　　（*fun[nStreamType]）();}

只要2行代码，就完成了256条case语句要做的事，减少了编写代码时工作量，将nStreamType作为数组下标，直接调用函数指针，从代码执行效率上来说，也比case语句高。假如多个函数中均要作如此处理，函数指针数组更能体现出它的优势。

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应用及评价

优点

在绝大部分情况下，函数指针（数组）的功能都能够以其他方式实现，但使用函数指针数组也会有很多独特的优势。

优点一：编码美观,容易维护。

typedef void (*FUN)();//事件类型enum EVENT_TYPE{    EVENT_TYPE_1 = 0,    EVENT_TYPE_2,    EVENT_TYPE_3,    EVENT_TYPE_END,};//这里不是单纯的函数指针，稍微扩展成了一个STRUCT，为了阅读，维护更容易struct EVENT_FUN_MAP{    EVENT_TYPE    eType;    FUN        pFun;};//针对不同的事件，只需要修改这个就可以改变事件的动作EVENT_FUN_MAP eFunMap[EVENT_TYPE_END] = {    EVENT_TYPE_1,        &EventFun1,    EVENT_TYPE_2,        &EventFun2,    EVENT_TYPE_3,        &EventFun3,}//..............................void DoAction(EVENT_TYPE eType){    (*eFunMap[eType].pFun)();}

优点二：容易动态重载，某些事件有默认处理函数，只需要重载某些自定义的处理函数。

void DoAction(EVENT_TYPE eType){    (*eFunMap[eType].pFun)();}void ReloadEventFun(){    eFunMap[EVENT_TYPE_1].pFun = &MyEventFun1;}

优点三：执行效率高。

如场景三中所示，函数指针数组可直接根据索引下标直接寻址，算法复杂度为O(1)，在多数情况下其执行效率高于switch语句，更远高于if-else语句。

局限性

函数指针数组的最大特点，就是对于这多个处理函数，每个函数的参数个数及类型必须相同。在实际场景中，对应用户操作的不同响应函数，当其所要求的参数不同时，就不能再使用函数指针数组，而只能通过如switch语句这样的常规方法来实现。