函數指針與回調函數

函數指針是指向函數的指針變量。它允許我們將函數作為參數傳遞給其他函數或將函數作為返回值返回。函數指針的類型與所指向的函數的類型相匹配。

回調函數是一種通過函數指針來實現的機制。在使用回調函數的情況下，我們可以將一個函數的指針傳遞給另一個函數，然后在后者中調用該函數來完成特定的任務。回調函數常常用于事件處理、異步編程和插件架構等場景。

使用回調函數的一般流程如下：

1. 定義一個函數，該函數將作為回調函數被調用。
2. 定義另一個函數，該函數接受一個函數指針作為參數，用于指定回調函數。
3. 在第二個函數中，根據需要調用傳入的回調函數。

通過回調函數，我們可以將程序的控制權交給調用方，使得調用方可以根據特定的條件或事件來執行自定義的代碼邏輯。這種機制提供了一種靈活的方式來擴展程序的功能和邏輯。

函數指針代碼：

定義一個函數指針：

int(*func_ptr)(int,int);

定義一個函數計算兩個整型數據的和：

int sum(int x,int y)
{
    return x+y;
}

定義一個函數計算兩個整型數據的差：

int difference(int x, int y)
{
	return x-y;
}

定義一個函數計算兩個整型數據的積：

int product(int x, int y)
{
	return x*y;
}

函數指針測試代碼如下：

#include < stdio.h >

//定義三個函數，它們具有相同的形式參數和返回值

//sum計算兩個數相加
int sum(int x, int y)
{
	return x+y;
}

//difference計算兩個數相減
int difference(int x, int y)
{
	return x-y;
}

//product計算兩個數相乘
int product(int x, int y)
{
	return x*y;
}

//主函數
int main(void)
{
    int(*func_ptr)(int,int);//定義有兩個整數參數、返回值是整數的函數指針

	int a = 5;
	int b = 8;

	func_ptr = sum;                                  //將func_ptr分別指向函數sum
    printf("sum's address=%pn",sum);                //打印sum中存儲的地址
    printf("func_ptr=%pn",func_ptr);                //打印func_ptr存儲的值
    printf("%d+%d=%dn",a,b,sum(a,b));               //直接調用sum函數
    printf("%d+%d=%dn",a,b,func_ptr(a,b));          //通過func_ptr調用sum函數

    func_ptr = difference;                           //將func_ptr分別指向函數difference
    printf("difference's address=%pn",difference);  //打印difference中存儲的地址
    printf("func_ptr=%pn",func_ptr);                //打印func_ptr存儲的值
    printf("%d-%d=%dn",a,b,difference(a,b));        //直接調用difference函數
    printf("%d-%d=%dn",a,b,func_ptr(a,b));          //通過func_ptr調用difference函數

    func_ptr = product;                              //將func_ptr分別指向函數product
    printf("sum's address=%pn",product);            //打印product中存儲的地址
    printf("func_ptr=%pn",func_ptr);                //打印func_ptr存儲的值
    printf("%d*%d=%dn",a,b,product(a,b));           //直接調用product函數
    printf("%d*%d=%dn",a,b,func_ptr(a,b));          //通過func_ptr調用product函數

    return0; 
}

測試代碼運行結果如下：

sum's address=00401500
func_ptr=00401500
5+8=13
5+8=13

difference's address=0040150D
func_ptr=0040150D
5-8=-3
5-8=-3

sum's address=00401518
func_ptr=00401518
5*8=40
5*8=40

回調函數代碼：

定義一個函數，參數包含一個函數指針和兩個整型數據:

//該函數有三個參數，函數指針func_ptr和整數a、b

int compute_func(int (*func_ptr)(int, int),int x, int y)
{
	return func_ptr(x,y);
}

定義一個函數指針：

int (*func_ptr)(int, int);

定義三個函數：

//定義三個函數，它們具有相同的形式參數和返回值

//sum計算兩個數相加
int sum(int x, int y)
{
	return x+y;
}

//difference計算兩個數相減
int difference(int x, int y)
{
	return x-y;
}

//product計算兩個數相乘
int product(int x, int y)
{
	return x*y;
}

回調函數測試代碼如下：

#include < stdio.h >

//定義三個函數，它們具有相同的形式參數和返回值
//sum計算兩個數相加
int sum(int x, int y)
{
	return x+y;
}

//difference計算兩個數相減
int difference(int x, int y)
{
	return x-y;
}

//product計算兩個數相乘
int product(int x, int y)
{
	return x*y;
}

//自定義實現3乘以x+5乘以y
int my_func(int x, int y)
{
	return3*x+5*y;
}

//該函數有三個參數，函數指針func_ptr和整數a、b
//與sum、difference、product形式相同
int compute_func(int(*func_ptr)(int,int),int x,int y)
{
	return func_ptr(x,y); //直接返回func_ptr的調用結果
}


//主函數 
int main(void)
{
	int a = 5;
	int b = 8;

	//通過調用compute_func函數計算a和b的和、差、積
	printf("%d+%d=%dn",a,b,compute_func(sum,a,b));      
	printf("%d-%d=%dn",a,b,compute_func(difference,a,b));
	printf("%d*%d=%dn",a,b,compute_func(product,a,b));
    //通過調用compute_func函數計算3*a+5*b的值 
	printf("3*%d+5*%d=%dn",a,b,compute_func(my_func,a,b));

	return0;
}

測試代碼運行結果如下：

//傳入相同的參數不同的函數名得到不同的結果

5+8=13
5-8=-3
5*8=40
3*5+5*8=55

總結一下使用函數指針的好處：

1. 可以動態選擇函數：函數指針允許在運行時動態選擇要調用的函數。這對于根據條件或配置來確定執行的函數非常有用。通過更改函數指針的指向，可以輕松地切換函數的行為，而無需修改調用它的代碼。
2. 可以實現回調機制：函數指針廣泛應用于回調機制，使得可以將一個函數作為參數傳遞給另一個函數。這種機制可以在事件發生或特定條件滿足時觸發回調函數的執行，從而實現靈活的程序控制流。
3. 擴展性和靈活性：函數指針提供了一種靈活的方式來擴展程序的功能和邏輯。通過使用函數指針，可以通過添加或修改指向不同函數的指針來實現新的行為，而無需更改現有的代碼。
4. 函數作為數據：函數指針使得函數可以像其他數據類型一樣被操作和傳遞。這種能力使得可以將函數作為數據結構的一部分來處理，例如在數組、鏈表或樹中存儲函數指針。
5. 接口抽象：函數指針可以用于實現接口抽象，將底層的具體實現與高層的接口分離。通過定義一組函數指針作為接口，可以使得不同的實現可以被動態地切換和替換，從而提高代碼的可維護性和可擴展性。

函數指針提供了一種靈活和強大的機制，使得函數可以像其他數據一樣被處理和傳遞，從而增強了程序的可擴展性、可維護性和靈活性。