• 在C語言中，函數指針是一種特殊的指針類型，它指向的是函數而不是普通的數據變量。函數在內存中有其入口地址，函數指針就是用來存儲這個地址的變量。

• 函數指針的定義形式如下：
  • 返回值類型 (*指針變量名)(參數類型列表);
  • 例如，定義一個指向返回值為int，參數為int和int的函數的指針：

    int (*funcPtr)(int, int);
    

  • 這里funcPtr就是一個函數指針變量，它可以指向任何返回值為int且有兩個int類型參數的函數。

• 賦值
  • 可以將一個函數的地址賦給函數指針。例如：

    int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
    
    int main() {
        int (*funcPtr)(int, int) = add;
        // 或者 int (*funcPtr)(int, int); funcPtr = add;
        return 0;
    }
    

• 使用函數指針調用函數
  • 一旦函數指針被賦值，就可以通過函數指針來調用它所指向的函數。有兩種方式：
    • 直接使用函數指針變量調用：

      int add(int a, int b) {
          return a + b;
      }
      
      int main() {
          int (*funcPtr)(int, int) = add;
          int result = funcPtr(3, 5);
          printf("Result: %d\n", result);
          return 0;
      }
      

    • 也可以將函數指針作為函數參數傳遞，在另一個函數中調用：

      int add(int a, int b) {
          return a + b;
      }
      
      void callFunction(int (*funcPtr)(int, int), int num1, int num2) {
          int result = funcPtr(num1, num2);
          printf("Result: %d\n", result);
      }
      
      int main() {
          callFunction(add, 3, 5);
          return 0;
      }
      

• 可以定義函數指針數組，這在需要根據不同情況調用不同函數時非常有用。例如：

  int add(int a, int b) {
      return a + b;
  }
  
  int subtract(int a, int b) {
      return a - b;
  }
  
  int multiply(int a, int b) {
      return a * b;
  }
  
  int main() {
      int (*funcArray[])(int, int) = {add, subtract, multiply};
      int result = funcArray[1](5, 3);
      printf("Result: %d\n", result);
      return 0;
  }
  

• 在這個例子中，funcArray是一個函數指針數組，它包含了add、subtract和multiply三個函數的指針。通過funcArray[1]選擇subtract函數的指針，然后調用subtract(5, 3)得到結果。

• 函數可以返回函數指針。例如：

  int add(int a, int b) {
      return a + b;
  }
  
  int subtract(int a, int b) {
      return a - b;
  }
  
  int (*selectFunction(int choice))(int, int) {
      if (choice == 0) {
          return add;
      } else {
          return subtract;
      }
  }
  
  int main() {
      int (*funcPtr)(int, int);
      funcPtr = selectFunction(1);
      int result = funcPtr(5, 3);
      printf("Result: %d\n", result);
      return 0;
  }
  

• 在這個例子中，selectFunction函數根據傳入的choice參數返回add函數或subtract函數的指針，然后在main函數中使用這個返回的函數指針調用相應的函數。

• 回調函數
  • 函數指針常用于實現回調函數機制。例如，在一個排序算法函數中，可以將一個比較函數的指針作為參數傳入。這樣用戶就可以根據自己的需求定義不同的比較函數，實現不同的排序邏輯。
• 事件驅動編程
  • 在事件驅動的程序中，函數指針可以用來指向不同的事件處理函數。當某個事件發生時，通過函數指針調用相應的處理函數。
• 實現多態性（類似概念在C語言中的體現）
  • 雖然C語言沒有像面向對象語言那樣的多態性，但函數指針可以在一定程度上實現類似的功能。例如，通過函數指針數組，可以根據不同的情況調用不同的函數，類似于多態性中的根據對象類型調用不同的方法。

如何使用函數指針調用函數

• 直接調用
  • 首先，定義一個函數指針并將其指向一個函數。例如，有一個函數int add(int a, int b)，定義函數指針并賦值如下：

    int (*funcPtr)(int, int) = add;
    

  • 然后，可以使用函數指針直接調用函數：

    int result = funcPtr(3, 5);
    

• 作為函數參數調用
  • 定義一個函數，該函數接受一個函數指針作為參數。例如：

    void callFunction(int (*funcPtr)(int, int), int num1, int num2) {
        int result = funcPtr(num1, num2);
        printf("Result: %d\n", result);
    }
    

  • 在調用這個函數時，將實際的函數名作為參數傳入：

    int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
    
    int main() {
        callFunction(add, 3, 5);
        return 0;
    }
    

如何通過函數指針訪問結構體成員（假設函數指針指向的函數操作結構體）

• 首先定義一個結構體和操作該結構體的函數。例如：

  struct Point {
      int x;
      int y;
  };
  
  int getX(struct Point *p) {
      return p->x;
  }
  

• 然后定義函數指針并賦值：

  int (*funcPtr)(struct Point *);
  funcPtr = getX;
  

• 在使用函數指針時，傳入結構體指針參數：

  struct Point p = {3, 5};
  int result = funcPtr(&p);
  

• 這里通過函數指針funcPtr調用getX函數，getX函數通過傳入的結構體指針p訪問結構體成員x。

函數指針與數組指針的區別

• 指向的對象不同
  • 函數指針：指向的是函數的入口地址。函數指針的定義形式為返回值類型 (*指針變量名)(參數類型列表)，例如int (*funcPtr)(int, int)，它指向的是一個接受兩個int參數并返回int值的函數。
  • 數組指針：指向的是數組。數組指針的定義形式為數據類型 (*指針變量名)[數組大小]，例如int (*arrPtr)[5]，它指向的是一個包含5個int元素的數組。
• 指針運算不同
  • 函數指針：函數指針的指針運算在標準C中沒有定義（因為函數在內存中的布局不是像數組那樣連續存儲元素的形式）。雖然在某些編譯器下可能有一些特定的實現，但從標準角度看，不應該對函數指針進行算術運算（如++、--等）。
  • 數組指針：數組指針可以進行指針運算。例如，如果arrPtr是一個指向包含5個int元素數組的指針，那么arrPtr + 1將指向內存中緊接著當前數組的下一個包含5個int元素的數組（假設數組在內存中是連續存儲的）。
• 用途不同
  • 函數指針：主要用于實現回調函數、函數表（函數指針數組）等功能，用于在不同的代碼模塊之間傳遞函數的調用關系，實現類似于多態的行為。例如，在排序算法中傳入比較函數指針，以實現不同的排序邏輯。
  • 數組指針：用于處理多維數組（特別是不規則的多維數組）或者在函數參數傳遞中傳遞數組的地址而不丟失數組的維數信息。例如，在處理矩陣運算時，使用數組指針可以方便地遍歷矩陣。