函数指针和指针函数

 

问题：

(1) float(**def)[10]   def是什么？

(2) double*(*gh)[10]   gh是什么？

(3) double(*f[10])()   f是什么？

(4) int*((*b)[10])    b是什么？

回答：

 

(1) def是一个指针, 指向的对象也是一个指针, 指向的指针最终指向的是10个float构成的数组.

(2) gh是指针, 指向的是10个元素构成的数组, 数组的元素是double*类型的指针.

(3) f是10个元素构成的数组, 每个元素是指针, 指针指向的是函数, 函数类型为无参数且返回值为double. 下面要讲的窍门的例子跟这个很类似.

(4) b是指针,指向的是10个元素构成的数组, 数组元素为int*类型的指针.

 

 

识别的方法如下：

 

 

 

如果我们碰到复杂的类型声明，该如何解析它？例如：
char (*a[3])(int);
a到底被声明为什么东东？指针？数组？还是函数？
分析时，从a 最接近（按运算符优先级）处开始。我们看到a最接近符号是[ ]——注意：*比[ ]的优先级低。a后既然有[ ]，那么a是数组，而且是包含3个元素的数组。
那这个数组的每个元素是什么类型呢？虽然数组a只含有a[0]、a[1]、a[2]三个元素，a[3]实际上已经越界，但在分析数组a的元素的类型时，我们正好需要形式上的元素a[3]。知道了a[3]的类型，就知道了a的元素的类型。 a[3]是什么类型？是指针，因为它的前面有*. 由此可知，数组a的元素是指针。
光说是指针还不够。对于指针，必须说出它指向的东东是什么类型。它指向的东东是什么，就看*a[3]是什么（a[3]是指针，它指向的东东当然是*a[3]）了。继续按优先级观察，我们看到*a[3]后面有小括号，所以可以肯定*a[3]是函数。即数组a的元素是指向函数的指针。
指向的是什么类型的函数？这很明显，是入参为int、返回值为char的类型的函数。
至此解析完毕。
按上述方法，再复杂的也可以一步步解析出来。

就像习武不是为了打人而是为了防身一样，我们了解上述方法是为了看懂别人写的复杂声明，而不是为了在实践中自己去构造这种复杂的东东。实在需要复杂声明时，可以用typedef替代一部分。例如上面语句可改成两句：
typedef char (*FUN_PTR)(int);
FUN_PTR a[3];
这样就清晰多了。
此外，上面的分析方法还让我们对某些东西的本质更加清楚。比如，n维数组的本质都是一维数组。看个具体的例子：
int a[3][5];
这句声明的是一个包含3个元素的一维数组，其每个元素又是一个由5个int数构成的数组。我们不能理解为：a是一个包含5个元素的一维数组，其每个元素又是一个由3个int数构成的数组。为什么？还是按上面的方法分析，这里从略。

有的书上或网上提供"向右看,向左看"的方法, 其实缺乏通用性, 比如它不适用于对多维数组本质的分析. 而且这种方法掩盖了本质. 本质应该是按上面所讲的,根据运算符优先级逐层剥开.

 

 

关于函数指针的一些说明：

 

 

程序员常常需要实现回调。本文将讨论函数指针的基本原则并说明如何使用函数指针实现回调。注意这里针对的是普通的函数，不包括完全依赖于不同语法和语义规则的类成员函数（类成员指针将在另文中讨论）。

声明函数指针

    回调函数是一个程序员不能显式调用的函数；通过将回调函数的地址传给调用者从而实现调用。要实现回调，必须首先定义函数指针。尽管定义的语法有点不可思议，但如果你熟悉函数声明的一般方法，便会发现函数指针的声明与函数声明非常类似。请看下面的例子：

void f()；// 函数原型

上面的语句声明了一个函数，没有输入参数并返回void。那么函数指针的声明方法如下：

void (*) ();

    让我们来分析一下，左边圆括弧中的星号是函数指针声明的关键。另外两个元素是函数的返回类型（void）和由边圆括弧中的入口参数（本例中参数是空）。注意本例中还没有创建指针变量-只是声明了变量类型。目前可以用这个变量类型来创建类型定义名及用sizeof表达式获得函数指针的大小：

// 获得函数指针的大小
unsigned psize = sizeof (void (*) ());

// 为函数指针声明类型定义
typedef void (*pfv) ();

pfv是一个函数指针的自定义类型，它指向的函数没有输入参数，返回类行为void。使用这个类型定义名可以隐藏复杂的函数指针语法。

指针变量应该有一个变量名：

void (*p) (); //p是指向某函数的指针

    p是指向某函数的指针，该函数无输入参数，返回值的类型为void。左边圆括弧里星号后的就是指针变量名。有了指针变量便可以赋值，值的内容是署名匹配的函数名和返回类型。例如：

void func()
{
/* do something */
}
p = func;

p的赋值可以不同，但一定要是函数的地址，并且署名和返回类型相同。

传递回调函数的地址给调用者

    现在可以将p传递给另一个函数（调用者）- caller()，它将调用p指向的函数，而此函数名是未知的：

void caller(void(*ptr)())
{
ptr(); /* 调用ptr指向的函数 */
}
void func();
int main()
{
p = func;
caller(p); /* 传递函数地址到调用者 */
}

    如果赋了不同的值给p（不同函数地址），那么调用者将调用不同地址的函数。赋值可以发生在运行时，这样使你能实现动态绑定。

调用规范

    到目前为止，我们只讨论了函数指针及回调而没有去注意ANSI C/C++的编译器规范。许多编译器有几种调用规范。如在Visual C++中，可以在函数类型前加_cdecl，_stdcall或者_pascal来表示其调用规范（默认为_cdecl）。C++ Builder也支持_fastcall调用规范。调用规范影响编译器产生的给定函数名，参数传递的顺序（从右到左或从左到右），堆栈清理责任（调用者或者被调用者）以及参数传递机制（堆栈，CPU寄存器等）。

    将调用规范看成是函数类型的一部分是很重要的；不能用不兼容的调用规范将地址赋值给函数指针。例如：

// 被调用函数是以int为参数，以int为返回值
__stdcall int callee(int);

// 调用函数以函数指针为参数
void caller( __cdecl int(*ptr)(int));

// 在p中企图存储被调用函数地址的非法操作
__cdecl int(*p)(int) = callee; // 出错


    指针p和callee()的类型不兼容，因为它们有不同的调用规范。因此不能将被调用者的地址赋值给指针p，尽管两者有相同的返回值和参数列。