指针进阶（二）
继上文，指针进阶(上)
这篇文章我们将结束指针进阶这一块知识~
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函数指针
函数指针是指向函数的指针变量。与指向变量和对象的指针类似，函数指针存储了函数的内存地址，可以用于间接调用该函数。函数指针的类型与函数的类型相匹配，包括返回类型和参数类型。
下面是一个简单的函数指针的示例：
c
#include <stdio.h>
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
int multiply(int a, int b) {
return a * b;
}
int main() {
int result;
// 声明函数指针变量并初始化为指向add函数的指针
int (*ptr)(int, int) = add;
// 通过函数指针调用add函数
result = ptr(3, 4);
printf("Addition result: %d\n", result);
// 重新指向multiply函数
ptr = multiply;
// 通过函数指针调用multiply函数
result = ptr(3, 4);
printf("Multiplication result: %d\n", result);
return 0;
}
//输出结果
Addition result: 7
Multiplication result: 12在上面的示例中，我们声明了一个函数指针变量ptr，它的类型为int (*)(int, int)，即指向参数为两个整数、返回类型为整数的函数指针。初始化时，我们将它指向了函数add，通过ptr间接调用add函数并打印结果。接着，将ptr重新指向了函数multiply，并再次通过ptr间接调用multiply函数并打印结果。
函数指针适用以下情况：
- 回调函数：函数指针可以作为参数传递给其他函数，用于实现回调机制。这使得函数能够在特定事件发生时调用传递的函数指针。
- 函数选择和切换：函数指针可以根据条件选择不同的函数来执行，从而实现函数的动态切换和选择。
- 函数数组：函数指针可以作为元素存储在数组中，通过数组索引可以方便地调用对应的函数。
- 函数指针表：函数指针可以作为函数指针表（函数指针数组）的一部分，提供多个函数以供选择和调用。
有意思的代码
c
//代码1
(*(void (*)())0)();
//代码2
void (*signal(int , void(*)(int)))(int);解读
代码1：(*(void (*)())0)();
这行代码使用函数指针调用一个地址为0的函数。在这里，(void (*)())是一个函数指针类型，表示指向返回类型为void，参数为空的函数。0表示一个空指针，(void (*)())0将地址为0的空指针强制转换为函数指针类型。最后，(*()语法对函数指针进行间接调用，()表示调用函数。由于这里的函数指针指向了空指针，实际上最终会引发一个错误，因为地址为0处没有有效的函数。
代码2：void (*signal(int, void(*)(int)))(int);
这行代码是一个函数声明，声明了一个名为signal的函数，该函数接受两个参数：一个整型参数和一个指向函数的指针参数，返回一个指向函数的指针。参数中的void(*)(int)表示接受一个整型参数并返回void的函数指针类型，整个返回类型void (*)(int)表示指向接受一个整型参数并返回void的函数的指针类型。
这行代码的功能是实现了一个用于处理信号的函数，它的参数包括信号的编号和一个指向信号处理函数的指针。函数signal的返回值是一个指向处理特定信号的函数的指针。
代码2简化：
c
typedef void(*pfun_t)(int);
pfun_t signal(int, pfun_t);void (*signal(int, void(*)(int)))(int);
这行代码声明了一个名为signal的函数，它接受两个参数：一个整型参数和一个指向接受整数参数并返回void的函数的指针。返回类型是指向接受整型参数并返回void的函数的指针。
这行代码的作用是定义一个函数，用于处理信号。它的参数包括信号的编号和一个指向信号处理函数的指针。函数signal根据传入的信号编号，返回一个指向处理该信号的函数的指针。
typedef void(*pfun_t)(int); pfun_t signal(int, pfun_t);
这段代码是对代码2的一种简化形式。首先，使用typedef关键字定义了一个新类型pfun_t，它是一个函数指针类型，表示指向接受整型参数并返回void的函数的指针。
然后，函数声明中使用这个新类型pfun_t来简化函数的返回类型和第二个参数的类型定义。相当于将代码1中的返回类型和第二个参数的部分提取出来，并用pfun_t代替。这样做的好处是可以增加代码的可读性和可维护性，使得函数声明更加清晰和简洁。
最终函数signal的作用与代码1中相同，用于处理信号，输入参数包括信号的编号和一个指向信号处理函数的指针，并返回一个指向处理该信号的函数的指针。
函数指针数组
函数指针数组是指一个数组，其中的每个元素都是一个函数指针 。换句话说，函数指针数组是一个存储了多个函数指针的数组变量。
函数指针是一个指向函数的指针变量，它可以指向特定函数的起始地址。通过函数指针，我们可以在代码中动态地调用不同的函数。
函数指针数组的声明形式如下：
返回类型 (*数组名[数组长度])(参数列表);其中，返回类型是函数指针指向的函数的返回类型，*数组名[数组长度]表示一个函数指针数组的声明，参数列表表示函数指针指向的函数的参数列表。
下面是一个示例，展示了一个包含两个函数指针的函数指针数组的声明和使用：
c
#include <stdio.h>
void func1() {
printf("This is function 1\n");
}
void func2() {
printf("This is function 2\n");
}
int main() {
void (*funcPtrArray[2])(); // 声明函数指针数组
funcPtrArray[0] = func1;
funcPtrArray[1] = func2;
funcPtrArray[0](); // 调用函数指针数组的第一个函数指针，相当于调用函数 func1
funcPtrArray[1](); // 调用函数指针数组的第二个函数指针，相当于调用函数 func2
return 0;
}运行这段代码会输出以下结果：
This is function 1
This is function 2这个示例定义了一个名为funcPtrArray的函数指针数组，包含两个函数指针元素。然后，将函数func1赋值给数组的第一个元素，将函数func2赋值给数组的第二个元素。通过调用函数指针数组中的函数指针，实际上是调用了对应的函数。
函数指针数组的用途：转移表
下面我们看一个例子：写一个计算器
c
#include <stdio.h>
int add(int a, int b)
{
return a + b;
}
int sub(int a, int b)
{
return a - b;
}
int mul(int a, int b)
{
return a*b;
}
int div(int a, int b)
{
return a / b;
}
int main()
{
int x, y;
int input = 1;
int ret = 0;
do
{
printf( "*************************\n" );
printf( " 1:add 2:sub \n" );
printf( " 3:mul 4:div \n" );
printf( "*************************\n" );
printf( "请选择：" );
scanf( "%d", &input);
switch (input)
{
case 1:
printf( "输入操作数：" );
scanf( "%d %d", &x, &y);
ret = add(x, y);
printf( "ret = %d\n", ret);
break;
case 2:
printf( "输入操作数：" );
scanf( "%d %d", &x, &y);
ret = sub(x, y);
printf( "ret = %d\n", ret);
break;
case 3:
printf( "输入操作数：" );
scanf( "%d %d", &x, &y);
ret = mul(x, y);
printf( "ret = %d\n", ret);
break;
case 4:
printf( "输入操作数：" );
scanf( "%d %d", &x, &y);
ret = div(x, y);
printf( "ret = %d\n", ret);
break;
case 0:
printf("退出程序\n");
breark;
default:
printf( "选择错误\n" );
break;
}
} while (input);
return 0;
}我们换成函数指针数组实现：
c
#include <stdio.h>
int add(int a, int b)
{
return a + b;
}
int sub(int a, int b)
{
return a - b;
}
int mul(int a, int b)
{
return a*b;
}
int div(int a, int b)
{
return a / b;
}
int main()
{
int x, y;
int input = 1;
int ret = 0;
int(*p[5])(int x, int y) = { 0, add, sub, mul, div }; //转移表
while (input)
{
printf( "*************************\n" );
printf( " 1:add 2:sub \n" );
printf( " 3:mul 4:div \n" );
printf( "*************************\n" );
printf( "请选择：" );
scanf( "%d", &input);
if ((input <= 4 && input >= 1))
{
printf( "输入操作数：" );
scanf( "%d %d", &x, &y);
ret = (*p[input])(x, y);
}
else
printf( "输入有误\n" );
printf( "ret = %d\n", ret);
}
return 0;
}指向函数指针数组的指针
指向函数指针数组的指针是一个 指针
指针指向一个 数组 ，数组的元素都是 函数指针。
当我们有一个函数指针数组时，我们可以定义一个指向该数组的指针，这个指针指向函数指针数组的首地址。通过这个指针，我们可以访问和操作函数指针数组中的元素。
下面是一个示例：
c
#include <stdio.h>
void func1() {
printf("This is function 1\n");
}
void func2() {
printf("This is function 2\n");
}
int main() {
void (*funcPtrArray[2])() = {func1, func2}; // 定义函数指针数组并初始化
void (*(*ptrToArray)[2])() = &funcPtrArray; // 定义指向函数指针数组的指针，并将其指向函数指针数组的地址
// 通过指针访问函数指针数组中的元素
(*ptrToArray)[0](); // 调用函数指针数组的第一个元素，相当于调用函数 func1
(*ptrToArray)[1](); // 调用函数指针数组的第二个元素，相当于调用函数 func2
return 0;
}运行这段代码会输出以下结果：
This is function 1
This is function 2在这个示例中，我们首先定义了一个包含两个函数指针元素的函数指针数组 funcPtrArray，并且使用两个函数 func1 和 func2 对其进行初始化。
然后，通过将 funcPtrArray 的地址赋给指向函数指针数组的指针 ptrToArray，我们创建了一个指向函数指针数组 funcPtrArray 的指针 ptrToArray。
通过使用 (*ptrToArray)[0] 来访问函数指针数组的第一个元素，并且使用 (*ptrToArray)[1] 来访问函数指针数组的第二个元素，并通过调用函数指针来执行相应的函数。
通过指向函数指针数组的指针，我们可以在运行时动态地访问和操作函数指针数组中的元素，这为灵活地处理函数指针数组提供了一种方式。
回调函数
回调函数是指在编程中，将一个函数作为参数传递给另一个函数，并在后者内部调用该函数的过程。回调函数的使用可以增加代码的灵活性和扩展性，使得代码模块化，易于维护和重用。
一个常见的应用场景是在事件处理机制中，当某个事件发生时，调用传递的回调函数来处理事件。回调函数可以根据需要进行定义和实现，提供了一种在运行时动态决定代码行为的机制。
下面给个例子：
首先，我们需要定义一个函数类型作为回调函数的类型。函数类型定义的一般形式是：返回类型 (*函数类型名称)(参数列表)。
例如，假设我们有一个回调函数类型 CallbackFunc，定义如下：
c
typedef void (*CallbackFunc)(int);在这个例子中，我们定义了一个返回类型为 void，参数为 int 的回调函数类型 CallbackFunc。
接下来，我们可以编写一个接收回调函数作为参数的函数，如下所示：
c
void performTask(int value, CallbackFunc callback) {
// 执行任务
printf("Performing task with value %d\n", value);
// 调用回调函数
callback(value);
}在 performTask 函数中，我们执行了某些任务，并将传递给该函数的 value 参数作为参数调用了传递的回调函数 callback。
最后，我们可以定义和实现一个具体的回调函数，然后将其作为参数传递给 performTask 函数，如下所示：
c
void callbackFunction(int value) {
printf("Callback function called with value %d\n", value);
}
int main() {
int value = 10;
performTask(value, callbackFunction);
return 0;
}在 main 函数中，我们定义了一个值 value，然后将 callbackFunction 作为回调函数传递给了 performTask 函数。
运行这段代码，会输出以下结果：
Performing task with value 10
Callback function called with value 10在运行时，首先调用了 performTask 函数，输出了任务执行的信息。然后，在 performTask 函数内部调用了回调函数 callbackFunction，并将传递的 value 参数作为参数传递给回调函数。回调函数执行后，输出了相应的信息。
注意
在使用回调函数时，我们需要确保回调函数的定义和声明与预期的函数指针类型相匹配，以确保参数类型和返回类型的一致性。
指针和数组例题
例题1
一维数组
c
//一维数组
int a[] = {1,2,3,4};
printf("%d\n",sizeof(a));
printf("%d\n",sizeof(a+0));
printf("%d\n",sizeof(*a));
printf("%d\n",sizeof(a+1));
printf("%d\n",sizeof(a[1]));
printf("%d\n",sizeof(&a));
printf("%d\n",sizeof(*&a));
printf("%d\n",sizeof(&a+1));
printf("%d\n",sizeof(&a[0]));
printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1));解析：
-
printf("%d\n",sizeof(a));：sizeof(a)返回整个数组的大小。在这种情况下，数组a所占的总字节数为 16 (4个整型元素每个占4个字节)。因此，输出结果为16。 -
printf("%d\n",sizeof(a+0));：a+0是一个指针，指向数组a的第一个元素。sizeof(a+0)返回指针的字节数，无论指针指向数组还是其他类型的对象，指针本身所占的字节数是固定的。在大多数系统上，指针占用的字节数通常为4或8。因此，输出结果为4或8。 -
printf("%d\n",sizeof(*a));：*a是数组a的第一个元素的值。sizeof(*a)返回元素类型的大小，即int类型所占的字节数。通常情况下，在大多数系统上，int类型占用的字节数为 4。因此，输出结果为4。 -
printf("%d\n",sizeof(a+1));：a+1是一个指针，指向数组a的第二个元素。与上述第二个例子类似，指针所占的字节数固定，在大多数系统上为 4 或 8。因此，输出结果为4或8。 -
printf("%d\n",sizeof(a[1]));：a[1]是数组a的第二个元素的值。sizeof(a[1])返回元素类型的大小，与第三个例子中sizeof(*a)的输出结果相同，为4。 -
printf("%d\n",sizeof(&a));：&a是指向整个数组a的指针。sizeof(&a)返回指针的字节数大小，与第二个例子中sizeof(a+0)的输出结果相同，为4或8。 -
printf("%d\n",sizeof(*&a));：*&a实际上是数组a本身，所以*(&a)等价于a。因此，sizeof(*&a)返回整个数组的大小，与第一个例子中sizeof(a)输出结果相同，为16。 -
printf("%d\n",sizeof(&a+1));：&a+1是一个指针，指向数组a之后的位置。与第二个和第四个例子相似，指针的字节数大小固定，在大多数系统上为 4 或 8。因此，输出结果为4或8。 -
printf("%d\n",sizeof(&a[0]));：&a[0]是指向数组a的第一个元素的指针。sizeof(&a[0])返回指针的字节数大小，与第二个例子中sizeof(a+0)输出结果相同，为4或8。 -
printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1));：&a[0]+1是一个指针，指向数组a的第二个元素的位置。与第二个和第四个例子类似，指针的字节数大小固定，在大多数系统上为 4 或 8。因此，输出结果为4或8。
总结起来，sizeof 运算符返回的是一个对象或类型所占的字节数。对于数组名，sizeof 返回的是整个数组所占的字节数；对于指针和数组元素，sizeof 返回的是指针或元素类型的字节数。需要注意的是，sizeof
例题2
c
//字符数组
char arr[] = {'a','b','c','d','e','f'};
printf("%d\n", sizeof(arr));
printf("%d\n", sizeof(arr+0));
printf("%d\n", sizeof(*arr));
printf("%d\n", sizeof(arr[1]));
printf("%d\n", sizeof(&arr));
printf("%d\n", sizeof(&arr+1));
printf("%d\n", sizeof(&arr[0]+1));
printf("%d\n", strlen(arr));
printf("%d\n", strlen(arr+0));
printf("%d\n", strlen(*arr));
printf("%d\n", strlen(arr[1]));
printf("%d\n", strlen(&arr));printf("%d\n", strlen(&arr+1));
printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1));
char arr[] = "abcdef";
printf("%d\n", sizeof(arr));
printf("%d\n", sizeof(arr+0));
printf("%d\n", sizeof(*arr));
printf("%d\n", sizeof(arr[1]));
printf("%d\n", sizeof(&arr));
printf("%d\n", sizeof(&arr+1));
printf("%d\n", sizeof(&arr[0]+1));
printf("%d\n", strlen(arr));
printf("%d\n", strlen(arr+0));
printf("%d\n", strlen(*arr));
printf("%d\n", strlen(arr[1]));
printf("%d\n", strlen(&arr));
printf("%d\n", strlen(&arr+1));
printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1));
char *p = "abcdef";
printf("%d\n", sizeof(p));
printf("%d\n", sizeof(p+1));
printf("%d\n", sizeof(*p));
printf("%d\n", sizeof(p[0]));
printf("%d\n", sizeof(&p));
printf("%d\n", sizeof(&p+1));
printf("%d\n", sizeof(&p[0]+1));
printf("%d\n", strlen(p));
printf("%d\n", strlen(p+1));
printf("%d\n", strlen(*p));
printf("%d\n", strlen(p[0]));
printf("%d\n", strlen(&p));
printf("%d\n", strlen(&p+1));
printf("%d\n", strlen(&p[0]+1))；解析：
printf("%d\n", sizeof(arr));输出结果为6。sizeof(arr)返回的是arr数组的大小，而不是数组元素的数量。printf("%d\n", sizeof(arr+0));输出结果为4。sizeof(arr+0)返回的是指针arr+0的大小，即sizeof(char*)。printf("%d\n", sizeof(*arr));输出结果为1。*arr相当于arr[0]，即返回数组中第一个元素的大小。printf("%d\n", sizeof(arr[1]));输出结果为1。arr[1]返回数组中第二个元素的大小。printf("%d\n", sizeof(&arr));输出结果为4。&arr返回的是数组指针的大小，即sizeof(char(*)[6])。printf("%d\n", sizeof(&arr+1));输出结果为4。&arr+1返回的是指向下一个数组的指针大小。printf("%d\n", sizeof(&arr[0]+1));输出结果为4。&arr[0]+1返回的是指向下一个字符的指针大小。printf("%d\n", strlen(arr));输出结果为6。strlen(arr)返回的是字符串的长度，以空字符\0结尾。printf("%d\n", strlen(arr+0));输出结果为6。strlen(arr+0)返回的是字符串的长度，以空字符\0结尾，arr+0是指向arr字符串的指针。printf("%d\n", strlen(*arr));输出结果为Error。*arr在此处是无效的，因为strlen()函数接受的参数应为一个指针类型。printf("%d\n", strlen(arr[1]));输出结果为Error。arr[1]在此处是无效的，因为strlen()函数接受的参数应为一个指针类型。printf("%d\n", strlen(&arr));输出结果为4。strlen(&arr)返回的是字符串的长度，以空字符\0结尾，&arr是指向arr字符串的指针。printf("%d\n", strlen(&arr+1));输出结果为Error。&arr+1在此处是无效的，因为strlen()函数接受的参数应为一个指针类型。printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1));输出结果为5。strlen(&arr[0]+1)返回的是从&arr[0]+1开始的字符串的长度，以空字符\0结尾。printf("%d\n", sizeof(p));输出结果为4。sizeof(p)返回的是指针p的大小，即sizeof(char*)。printf("%d\n", sizeof(p+1));输出结果为4。sizeof(p+1)返回的是指针p+1的大小，即sizeof(char*)。printf("%d\n", sizeof(*p));输出结果为1。*p相当于p[0]，即返回指针p指向的字符的大小。printf("%d\n", sizeof(p[0]));输出结果为1。p[0]返回指针p指向的字符的大小。printf("%d\n", sizeof(&p));输出结果为4。&p返回的是指向指针p的指针大小，即sizeof(char**)。printf("%d\n", sizeof(&p+1));输出结果为4。&p+1返回的是指向下一个指针的指针大小。printf("%d\n", sizeof(&p[0]+1));输出结果为4。&p[0]+1返回的是指向下一个字符的指针大小。printf("%d\n", strlen(p));输出结果为6。strlen(p)返回的是字符串的长度，以空字符\0结尾。printf("%d\n", strlen(p+1));输出结果为5。strlen(p+1)返回的是从p+1开始的字符串的长度，以空字符\0结尾。printf("%d\n", strlen(*p));输出结果为Error。*p在此处是无效的，因为strlen()函数接受的参数应为一个指针类型。printf("%d\n", strlen(p[0]));输出结果为Error。p[0]在此处是无效的，因为strlen()函数接受的参数应为一个指针类型。printf("%d\n", strlen(&p));输出结果为Error。&p在此处是无效的，因为strlen()函数接受的参数应为一个指针类型。printf("%d\n", strlen(&p+1));输出结果为Error。&p+1在此处是无效的，因为strlen()函数接受的参数应为一个指针类型。printf("%d\n", strlen(&p[0]+1));输出结果为5。strlen(&p[0]+1)返回的是从&p[0]+1开始的字符串的长度，以空字符\0结尾。
例题3
c
//二维数组
int a[3][4] = {0};
printf("%d\n",sizeof(a));
printf("%d\n",sizeof(a[0][0]));
printf("%d\n",sizeof(a[0]));
printf("%d\n",sizeof(a[0]+1));
printf("%d\n",sizeof(*(a[0]+1)));
printf("%d\n",sizeof(a+1));
printf("%d\n",sizeof(*(a+1)));
printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1));
printf("%d\n",sizeof(*(&a[0]+1)));
printf("%d\n",sizeof(*a));
printf("%d\n",sizeof(a[3]));解析：
printf("%d\n",sizeof(a));输出结果为48。sizeof(a)返回的是二维数组a的大小，即sizeof(int[3][4])。在这种情况下，数组的大小为3行4列，每个元素的大小为sizeof(int)。因此，总大小为3 * 4 * sizeof(int)，即48。printf("%d\n",sizeof(a[0][0]));输出结果为4。sizeof(a[0][0])返回的是二维数组a[0][0]单个元素的大小，即sizeof(int)。printf("%d\n",sizeof(a[0]));输出结果为16。sizeof(a[0])返回的是一维数组a[0]的大小，即sizeof(int[4])。在这种情况下，一维数组的大小为4个元素，每个元素的大小为sizeof(int)。因此，总大小为4 * sizeof(int)，即16。printf("%d\n",sizeof(a[0]+1));输出结果为4。sizeof(a[0]+1)返回的是指针a[0]+1的大小，即sizeof(int*)。printf("%d\n",sizeof(*(a[0]+1)));输出结果为4。sizeof(*(a[0]+1))返回的是指针a[0]+1所指向的元素的大小，即sizeof(int)。printf("%d\n",sizeof(a+1));输出结果为4。sizeof(a+1)返回的是指针a+1的大小，即sizeof(int(*)[4])。指针a+1实际上指向第二行。printf("%d\n",sizeof(*(a+1)));输出结果为16。sizeof(*(a+1))返回的是指针a+1所指向的一维数组的大小，即sizeof(int[4])。在这种情况下，一维数组的大小为4个元素，每个元素的大小为sizeof(int)。因此，总大小为4 * sizeof(int)，即16。printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1));输出结果为4。sizeof(&a[0]+1)返回的是指针&a[0]+1的大小，即sizeof(int(*)[4])。指针&a[0]+1实际上指向第二行。printf("%d\n",sizeof(*(&a[0]+1)));输出结果为16。sizeof(*(&a[0]+1))返回的是指针&a[0]+1所指向的一维数组的大小，即sizeof(int[4])。在这种情况下，一维数组的大小为4个元素，每个元素的大小为sizeof(int)。因此，总大小为4 * sizeof(int)，即16。printf("%d\n",sizeof(*a));输出结果为16。sizeof(*a)返回的是指针a所指向的一维数组的大小，即sizeof(int[4])。在这种情况下，一维数组的大小为4个元素，每个元素的大小为sizeof(int)。因此，总大小为4 * sizeof(int)，即16。printf("%d\n",sizeof(a[3]));输出结果为Error。a[3]超出了数组a的范围，因为数组a只有3行。因此，该代码将导致越界访问错误。
至此，指针就讲到到这了~接下来会持续更新，敬请期待