前言

初學(xué)C語(yǔ)言的童鞋，通常在學(xué)完函數(shù)和指針的知識(shí)后，已經(jīng)是懵懵噠，學(xué)習(xí)到了函數(shù)指針（請(qǐng)注意不是函數(shù)和指針），更是整個(gè)人都不好了，不過(guò)首先，請(qǐng)不要一言不和就砸電腦，因?yàn)樗苜F（土豪隨意），這篇文章的目的，就是幫助我的童鞋們理解函數(shù)指針。?

函數(shù)指針概述

首先我們需要回顧一下函數(shù)的作用：完成某一特定功能的代碼塊。

再來(lái)回憶一下指針的作用：一種特殊的變量，用來(lái)保存地址值，某類型的指針指向某類型的地址。

下面定義了一個(gè)求兩個(gè)數(shù)最大值的函數(shù)：

int maxValue (int a, int b) {
    return a > b ? a : b;
}     

而這段代碼編譯后生成的CPU指令存儲(chǔ)在代碼區(qū)，而這段代碼其實(shí)是可以獲取其地址的，而其地址就是函數(shù)名，我們可以使用指針存儲(chǔ)這個(gè)函數(shù)的地址——函數(shù)指針。

函數(shù)指針其實(shí)就是一種特殊的指針——指向一個(gè)函數(shù)的指針。在很多高級(jí)語(yǔ)言中，它的思想是很重要的，尤其是它的“回調(diào)函數(shù)”，所以理解它是很有必要的。

函數(shù)指針定義與使用

任何變量定義都包含三部分: 變量類型 + 變量名 = 初值，那么定義一個(gè)函數(shù)指針，首先我們需要知道要定義一個(gè)什么樣的函數(shù)指針（指針類型），那么問(wèn)題來(lái)了，函數(shù)的類型又是什么呢？我們繼續(xù)分析這段代碼：

int maxValue (int a, int b) {
    return a > b ? a : b;
}    

這個(gè)函數(shù)的類型是有兩個(gè)整型參數(shù)，返回值是個(gè)整型。對(duì)應(yīng)的函數(shù)指針類型：

int (*) (int a, int b)      

對(duì)應(yīng)的函數(shù)指針定義：

int (*p)(int x, int  y);    

參數(shù)名可以去掉，并且通常都是去掉的。這樣指針p就可以保存函數(shù)類型為兩個(gè)整型參數(shù)，返回值是整型的函數(shù)地址了。

int (*p)(int, int);

通過(guò)函數(shù)指針調(diào)用函數(shù)：

int (*p)(int, int) = NULL;
p = maxValue;
p(20, 45);

回調(diào)函數(shù)

上述內(nèi)容是函數(shù)指針的基礎(chǔ)用法，然而我們可以看得出來(lái)，直接使用函數(shù)maxValue企不是更方便？沒(méi)錯(cuò)，其實(shí)函數(shù)指針更重要的意義在于函數(shù)回調(diào)，而上述內(nèi)容只是一個(gè)鋪墊。
舉個(gè)例子:

現(xiàn)在我們有這樣一個(gè)需求：實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)，將一個(gè)整形數(shù)組中比50大的打印在控制臺(tái)，我們可能這樣實(shí)現(xiàn)：

void compareNumberFunction(int *numberArray, int count, int compareNumber) {
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        if (*(numberArray + i) > compareNumber) {
            printf("%d\n", *(numberArray + i));
        }
    }
}
int main() {

    int numberArray[5] = {15, 34, 44, 56, 64};
    int compareNumber = 50;
    compareNumberFunction(numberArray, 5, compareNumber);

    return 0;
}   

這樣實(shí)現(xiàn)是沒(méi)有問(wèn)題的，然而現(xiàn)在我們又有這樣一個(gè)需求：實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)，將一個(gè)整形數(shù)組中比50小的打印在控制臺(tái)。"What the fuck!"對(duì)于提需求者，你可能此時(shí)的心情是這樣：

然而回到現(xiàn)實(shí)，這種需求是不可避免的，你可能想過(guò)復(fù)制粘貼，更改一下判斷條件，然而作為開(kāi)發(fā)者，我們要未雨綢繆，要考慮到將來(lái)可能添加更多類似的需求，那么你將會(huì)有大量的重復(fù)代碼，使你的項(xiàng)目變得臃腫，所以這個(gè)時(shí)候我們需要冷靜下來(lái)思考，其實(shí)這兩個(gè)需求很多代碼都是相同的，只要更改一下判斷條件即可，而判斷條件我們?nèi)绾巫兊酶屿`活呢？這時(shí)候我們就用到回調(diào)函數(shù)的知識(shí)了，我們可以定義一個(gè)函數(shù)，這個(gè)函數(shù)需要兩個(gè)int型參數(shù)，函數(shù)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)代碼是將兩個(gè)整形數(shù)字做比較，將比較結(jié)果的bool值作為函數(shù)的返回值返回出來(lái)，以大于被比較數(shù)字的情況為例：

BOOL compareGreater(int number, int compareNumber) {
    return number > compareNumber;
}   

同理，小于被比較的數(shù)字函數(shù)定義如下：

BOOL compareLess(int number, int compareNumber) {
    return number < compareNumber;
}

接下來(lái)，我們可以將這個(gè)函數(shù)作為compareNumberFunction的一個(gè)參數(shù)進(jìn)行傳遞（沒(méi)錯(cuò)，函數(shù)可以作為參數(shù)），那么我們就需要一個(gè)函數(shù)指針獲取函數(shù)的地址，從而在compareNumberFunction內(nèi)部進(jìn)行對(duì)函數(shù)的調(diào)用，于是，compareNumberFunction函數(shù)的定義變成了這樣：

void compareNumberFunction(int *numberArray, int count, int compareNumber, BOOL (*p)(int, int)) {
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        if (p(*(numberArray + i), compareNumber)) {
            printf("%d\n", *(numberArray + i));
        }
    }
}

具體使用時(shí)代嗎如下：

int main() {

    int numberArray[5] = {15, 34, 44, 56, 64};
    int compareNumber = 50;
    // 大于被比較數(shù)字情況：
    compareNumberFunction(numberArray, 5, compareNumber, compareGreater);
    // 小于被比較數(shù)字情況：
    compareNumberFunction(numberArray, 5, compareNumber, compareLess);

    return 0;
}

根據(jù)上述案例，我們可以得出結(jié)論：函數(shù)回調(diào)本質(zhì)為函數(shù)指針作為函數(shù)參數(shù)，函數(shù)調(diào)用時(shí)傳入函數(shù)地址，這使我們的代碼變得更加靈活，可復(fù)用性更強(qiáng)。

動(dòng)態(tài)排序

上面的案例如果你已經(jīng)理解的話那么動(dòng)態(tài)排序其實(shí)你已經(jīng)懂了。首先我們應(yīng)該理解動(dòng)態(tài)這個(gè)詞，我的理解就是不同時(shí)刻，不同場(chǎng)景，發(fā)生不同的事，這就是動(dòng)態(tài)。話不多說(shuō)，直接上案例。

需求： 有30個(gè)學(xué)生需要排序

1. 按成績(jī)排
2. 按年齡排
3. …

這種無(wú)法預(yù)測(cè)的需求變更，就是我們上文說(shuō)的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，那么解決方案就是函數(shù)回調(diào)：

typedef struct student{
    char name[20];
    int age;
    float score;
}Student;

//比較兩個(gè)學(xué)生的年齡
BOOL compareByAge(Student stu1, Student stu2) {
    return stu1.age > stu2.age ? YES : NO;
}
//比較兩個(gè)學(xué)生的成績(jī)
BOOL compareByScore(Student stu1, Student stu2) {
    return stu1.score > stu2.score ? YES : NO;
}
void sortStudents(Student *array, int n, BOOL(*p)(Student, Student)) {
    Student temp;
    int flag = 0;
    for (int i = 0; i < n - 1 && flag == 0; i++) {
        flag = 1;
        for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {
            if (p(array[j], array[j + 1])) {
                temp = array[j];
                array[j] = array[j + 1];
                array[j + 1] = temp;
                flag = 0;
            }
        }
    }
}
int main() {

    Student stu1 = {"小明", 19, 98};
    Student stu2 = {"小紅", 20, 78};
    Student stu3 = {"小白", 21, 88};
    Student stuArray[3] = {stu1, stu2, stu3};
    sortStudents(stuArray, 3, compareByScore);

    return 0;
}

沒(méi)錯(cuò)，動(dòng)態(tài)排序就是這么簡(jiǎn)單！

函數(shù)指針作為函數(shù)返回值

沒(méi)錯(cuò)，既然函數(shù)指針可以作為參數(shù)，自然也可以作為返回值。再接著上案例。

需求：定義一個(gè)函數(shù)，通過(guò)傳入功能的名稱獲取到對(duì)應(yīng)的函數(shù)。

整理一下發(fā)型，然后我們分析下需求，當(dāng)前我們需要定義一個(gè)叫做findFunction的函數(shù)，這個(gè)函數(shù)傳入一個(gè)字符串之后會(huì)返回一個(gè) int (*)(int, int)類型的函數(shù)指針，那么我們這個(gè)函數(shù)的聲明是不是可以寫成這樣呢？

int (*)(int, int) findFunction(char *);   

這看起來(lái)很符合我們的理解，然而，這并不正確，編譯器無(wú)法識(shí)別兩個(gè)完全并行的包含形參的括號(hào)(int, int)和(char *),真正的形式其實(shí)是這樣：

int (*findFunction(char *))(int, int);  

這種聲明從外觀上看更像是臉滾鍵盤出來(lái)的結(jié)果，現(xiàn)在讓我們來(lái)逐步的分析一下這個(gè)聲明的組成步驟：

• findFunction是一個(gè)標(biāo)識(shí)符
• findFunction()是一個(gè)函數(shù)
• findFunction(char *)函數(shù)接受一個(gè)類型為char *的參數(shù)
• *findFunction(char *)函數(shù)返回一個(gè)指針
• (*findFunction(char *))()這個(gè)指針指向一個(gè)函數(shù)
• (*findFunction(char *))(int, int)指針指向的函數(shù)接受兩個(gè)整形參數(shù)
• int (*findFunction(char *))(int, int)指針指向的函數(shù)返回一個(gè)整形
  

現(xiàn)在我們的分析已經(jīng)完成了，編譯器可以通過(guò)了，現(xiàn)在程序員瘋了，這對(duì)我們來(lái)說(shuō)就像鯡魚罐頭一樣難以下咽，那么我們是不是有更好的書寫方式呢？（老司機(jī)友情提示：typedef）

最終代碼演變成了這樣：

// 重定義函數(shù)指針類型
typedef int (*FUNC)(int, int);

// 求最大值函數(shù)
int maxValue(int a, int b) {
    return a > b ? a : b;
}

// 求最小值函數(shù)
int minValue(int a, int b) {
    return a < b ? a : b;
}
// findFunction函數(shù)定義
FUNC findFunction(char *name) {
    if (0 == strcmp(name, "max")) {
        return maxValue;
    } else if (0 == strcmp(name, "min")) {
        return minValue;
    }

    printf("Function name error");
    return NULL;
}   

int main() {

    int (*p)(int, int) = findFunction("max");
    printf("%d\n", p(3, 5));

    int (*p1)(int, int) = findFunction("min");
    printf("min = %d\n", p1(3, 5));
    
    return 0;
}

到了這里，函數(shù)指針的內(nèi)容已經(jīng)結(jié)束了，有的同學(xué)還有可能困惑，為什么我要以函數(shù)去獲取函數(shù)呢，直接使用maxValue和minValue不就好了么，其實(shí)在以后的編程過(guò)程中，很有可能maxValue和minValue被封裝了起來(lái)，類的外部是不能直接使用的，那么我們就需要這種方式，如果你學(xué)習(xí)了Objective-C你會(huì)發(fā)現(xiàn)，所有的方法調(diào)用的實(shí)現(xiàn)原理都是如此。