14、C 语言进阶:函数指针、typedef、二级指针、const 指针

C 语言进阶:函数指针、typedef、二级指针、const 指针

1. 函数指针

什么是函数指针?

本质:指向函数入口地址的指针。

函数名本质就是一个指针,例如:

c 复制代码
int add(int a, int b);
add == 函数入口地址 == int (*)(int,int)

因此:

c 复制代码
int (*op)(int,int) = NULL;

表示:
op 是一个指针,指向"返回 int、接收两个 int 参数"的函数。


1.1 示例:用函数指针实现加法 / 减法的动态选择

代码:

c 复制代码
#include <stdio.h>

int add(int a,int b)
{
    return a+b;
}

int sub(int a,int b)
{
    return a-b;
}

int main()
{
    int (*op)(int ,int)=NULL;
    int a=10, b=20, num=0;

    printf("1:+, 2:-\ninput num:");
    scanf("%d",&num);

    switch(num)
    {
        case 1: op = add; break;
        case 2: op = sub; break;
        default: op = add;
    }

    int ret = op(a,b);
    printf("op result = %d\n", ret);

    return 0;
}

1.2 回调函数

在程序运行时才决定具体调用哪个函数,降低耦合、提高灵活性。

如排序函数需要比较方式,可以传入:

  • lessthen → 升序
  • greathen → 降序

这就是典型的回调函数应用。


2. typedef ------ 自定义类型别名

基本用法:

c 复制代码
typedef unsigned int u32;
typedef int s32;

指针别名:

c 复制代码
typedef int (*PFUN)(int,int);
PFUN op1 = NULL; // 等价 int (*op1)(int,int)

这样可以让复杂函数指针写法更易读。


3. 二级指针

什么是二级指针?

二级指针 char** 指向一级指针 char*

使用场景:函数中修改指针的指向

只有"传指针的地址"才能改变外部的指针变量。


示例:使用二级指针在函数中修改主函数的指针

c 复制代码
#include <stdio.h>

void fun(char** arg_p)
{
    *arg_p = "ok";
}

int main()
{
    char *p = "hello";
    fun(&p);
    printf("p is %s\n", p);
}

fun(&p) → 将 p 修改为新的字符串 "ok"


4. const 与指针的四种组合(重点)

写法 说明
const char *p 指针指向的内容不能修改(常量指针)
char const *p 同上
char * const p 指针本身不能变(指针常量)
const char * const p 内容不能改,指针也不能改

错误示例(试图修改字符串常量)

c 复制代码
char *p = "hello";
p[0] = 'a';    // ❌ 运行错误,修改字符串常量

正确方式(使用可写内存):

c 复制代码
static char a[50] = "hello";
a[0]='a';      // ✔ 可以修改

5. 字符串指针常见错误示例

错误示例 1:返回栈内变量地址(危险)

c 复制代码
char *fun2()
{
    char *p = "hello"; // 指向字符串常量
    p[0]='a';          // ❌ 修改常量,错误
    return p;
}

正确版本(使用 static)

c 复制代码
char *fun()
{
    static char a[50]="hello";
    a[0]='a';
    return a;
}

6. 自己实现 strcpy(使用指针)

c 复制代码
char *mystrcpy(char *dst,char *src)
{
    char *tmp = dst;

    while (*src)
    {
        *dst = *src;
        dst++;
        src++;
    }

    *dst = '\0';
    return tmp;
}

7. 排序函数中使用函数指针(回调函数)

目标:将比较方式封装为回调

c 复制代码
int lessthen(int a,int b) { return a < b; }
int greathen(int a,int b) { return a > b; }

排序框架:

c 复制代码
void sort_array(int *a, int len, PFUN fun)
{
    for(int j = len - 1; j > 0; j--)
    {
        if(fun(a[0], a[1]))   // 关键点!
        {
            int t = a[0];
            a[0] = a[1];
            a[1] = t;
        }
    }
}

完整示例:

c 复制代码
PFUN op1 = lessthen;
sort_array(a, 10, op1);

通过修改回调函数,就能改变排序方式。


8. 示例:fill_array / show_array

用于生成随机数组 + 输出数组:

c 复制代码
void fill_array(s32 *a,u32 len)
{
    srand(time(NULL));
    for(int i=0;i<len;i++)
        a[i] = rand() % 50;
}

void show_array(int *a,int len)
{
    for(int i=0;i<len;i++)
        printf("%d ", a[i]);
    printf("\n");
}
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