C语言中的函数指针学习笔记

一、定义函数指针

return_type (*func_pointer)(parameter_list)

普通指针变量的定义

int * p;
char * pointer;

类型的限定都在变量前面；
函数指针类型的限定是前后都有，前面是返回类型，后面是输入参数。

利用typedef 可以简化上面的表达方式。

typedef return_type (*FunctionPointer) (parameter_list);
FunctionPointer func_pointer;

这样是不是容易读了，和上面的功能一样，定义了一个返回类型为return_type ，输入参数为parameter_list的函数指针。

二、定义返回函数指针的函数
return_type(*function(func_parameter_list))(parameter_list)

方框圈出来的表示返回类型为函数指针，剩下的部分就表示一个function函数，输入参数为func_parameter_list。
它就等价于 FunctionPointer function(func_parameter_list); 。
再看看：

void ( *signal( int sig, void (* handler)( int )))( int );

signal是一个返回函数指针的函数，signal的输入为int 变量和一个函数指针。

三、函数指针的使用

#include <stdio.h>
int add(int a, int b);
void main()
{
  int(*fun1)(int a, int b) = add;
  int(*fun2)(int a, int b) = &add;
  int(*fun3)(int a, int b) = *add; 

  printf("%d\n", fun1(1, 2));
  printf("%d\n", fun2(1, 2));
  printf("%d\n", fun3(1, 2)); 

  char input[10];
  gets(input);
}
int add(int a, int b)
{
  return a + b;
}

函数名会被隐式的转变为指针，前面加*和&操作符都不起作用，printf的结果都是3。

四、神奇的代码

int (*(*pf())())()
{ return nullptr; }

哇哦，这是个什么函数！画个框框分解它

小框表示返回的是一个函数指针，在圈个大框，又是一个函数指针。
它就表示，pf() 返回的是一个函数指针，这个函数指针对应一个无输入参数的函数：返回值也是函数指针（对应无输入参数的函数，返回值为int类型）。好复杂啊，有点晕！
利用typedef 简化一下。

typedef int(*Fun1) ();
typedef Fun1(*Fun2) ();
Fun2 pf()
{
   return nullptr;
}

这样看就舒服多了。

五、这又是什么鬼！

(*(void(*) ())0)();

画个框看看：

小框里代表一个函数指针，常数前面加括号代表类型的强制转换。咦，它把0强制转换成了一个函数指针，并执行！这是什么操作啊！
六、一段验证代码

#include <stdio.h>
typedef int Function(int, int);
typedef int(*FunctionPointer1) (int, int);
typedef FunctionPointer1(*FunctionPointer2) ();
int fun1(int a, int b)
{
  return a + b;
} 

FunctionPointer1 fun2()
{
  return fun1;
}
FunctionPointer2 fun3()
{
  return fun2;
}
int(*(*fun4())())(int, int)
{
  return fun2;
} 

void main()
{
  Function* fuction = fun1;
  FunctionPointer1 fun = fun1;
  int a = fun3()()(3, 4);
  int b = fun4()()(5, 6);
  printf("%d\n%d\n", a, b);
  printf("fun1:%d\n*fun1:%d\n&fun1:%d", fun1, *fun1, &fun1);
  printf("fun:%d\n*fun:%d\n&fun:%d", fun, *fun, &fun);
  char chars[10];
  gets(chars);
}

函数名前面加不加*，&操作符，都是一个效果；函数指针前面加不加*操作符是一个效果，但是加上&操作符就代表着取指针的地址了。
可以通过typedef int Function(int, int); 为一种类型的函数定义别名，但是使用的时候只能定义指针形式的变量：

Function* fuction = fun1;

七、一个问题
在stackoverflow上偶尔看到如下的问题，代码如下

#include
void hello() { printf("hello"); }
int hello_1()
{
    printf("hello 1");
    return 0;
}

int main(void) {
  (*****hello)();
  (****hello_1)();
}

执行结果是无论hello前面有多少个指针符号，都是执行hello()函数，打印“hello”。
  为什么出现这样的结果呢:
    用指针指向一个函数是OK的，但是仍然还要被转化为一个function pointer。其实使用*来指向一个函数 == CALL这个函数。因此无论指向多少次，仍然也是调用这个函数。
为什么一个函数会被转化成一个指针呢？答案就是将函数默认的转换成函数指针，可以减少&的使用，编译器默认的将函数转化为函数指针，也省得你每次调用函数时加*调用函数。
  哈哈，也就是我们之前说的，函数即指针。似乎有点不是很清晰，再看下面的例子

void foo() {
    printf("Foo to you too!...\n");
};

int a = 2;
int* test()
{
    return &a;
}
int main()
{
  int i;
  void (*p1_foo)() = foo;
  void (*p2_foo)() = *foo;
  void (*p3_foo)() = &foo;
  void (*p4_foo)() = *&foo;
  void (*p5_foo)() = &*foo;
  void (*p6_foo)() = **foo;
  void (*p7_foo)() = **********************foo;

  (*p1_foo)();
  (*p2_foo)();
  (*p3_foo)();
  (*p4_foo)();
  (*p5_foo)();
  (*p6_foo)();
  (*p7_foo)();
  i = *(***test)();
printf("i=%d\n",i);
}

上面的列子不出例外，都能正常打印我们想要的数据。
但是对于&,则要进行仔细的分析一下：
&对于一个函数的操作，是返回一个指针，指向函数的指针，如果在对此指针执行&也就是&&foo，则会返回error，因为&foo是一个指针数值，也就是一个rvalue类型，再对他进行&操作，显然是返回error的。

&&foo  //EROOR
&*&*&*&*&*&*foo //OK
&******&foo  //OK