逍遙自在學C語言 | 指標函數與函數指標

前言

在C語言中，指標函數和函數指標是強大且常用的工具。它們允許我們以更靈活的方式處理常式和資料，進而擴充套件程式的功能。

本文將介紹指標函數和函數指標的概念，並講解一些常見的應用範例。

一、人物簡介

第一位閃亮登場，有請今後會一直教我們C語言的老師 —— 自在。

第二位上場的是和我們一起學習的小白程式猿 —— 逍遙。

二、指標函數

指標函數是返回指標的函數，它的宣告和定義與普通函數類似，但返回型別是一個指標型別。
指標函數可以用於返回陣列、字串或動態分配的記憶體等。
範例程式碼

#include <stdio.h>

int* getArray() {
    static int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    return arr;
}

int main() {
    int* ptr = getArray();

    printf("Array elements: ");
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", ptr[i]);
    }

    return 0;
}

在上面的範例中，getArray()函數返回一個指向靜態整數陣列的指標
在main()函數中，我們通過指標存取並列印陣列的元素
輸出結果

Array elements: 1 2 3 4 5

三、函數指標

函數指標是指向函數的指標變數。
通過函數指標，我們可以將函數作為引數傳遞給其他函數、在執行時動態選擇要呼叫的函數等。
範例程式碼

#include <stdio.h>

/* 加法運算 */
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

/* 減法運算 */
int subtract(int a, int b) {
    return a - b;
}

void calculate(int (*operation)(int, int), int a, int b) {
    int result = operation(a, b);
    printf("Result: %d\n", result);
}

int main() {
    int x = 10, y = 5;

    calculate(add, x, y);
    calculate(subtract, x, y);

    return 0;
}

在上面的範例中，calculate()函數接受一個函數指標引數operation，該引數指向一個具有兩個整數引數和整數返回值的函數。
在main()函數中，我們使用calculate()函數來執行加法和減法運算。
執行結果

Result: 15
Result: 5

四、指標函數的應用

指標函數在以下情況下特別有用：

動態分配記憶體：指標函數可以返回動態分配的記憶體，允許在執行時靈活地分配和釋放記憶體。
返回陣列或字串：通過指標函數，可以方便地返回陣列或字串，而無需將它們作為函數引數傳遞或使用全域性變數。
範例程式碼

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

char* createString() {
    char* str = (char*)malloc(sizeof(char) * 10);
    strcpy(str, "Hello");
    return str;
}

int main() {
    char* ptr = createString();
    printf("String: %s\n", ptr);
    free(ptr);

    return 0;
}

在上面的範例中，createString()函數動態分配了一個大小為10的字元陣列，並將字串"Hello"複製到該陣列中。
然後，它返回該陣列的指標。在main()函數中，我們列印並釋放該字串。

String: Hello

五、函數指標的應用

函數指標具有以下應用場景：

回撥函數：函數指標可用於實現回撥機制，其中一個函數作為引數傳遞給另一個函數，並在需要時被呼叫。
執行時函數選擇：函數指標允許根據執行時的條件選擇要呼叫的函數，從而實現動態的程式行為。
範例程式碼

#include <stdio.h>

void greet_english() {
    printf("Hello!\n");
}

void greet_spanish() {
    printf("Hola!\n");
}

void greet_french() {
    printf("Bonjour!\n");
}

int main() {
    int choice;

    // 宣告函數指標，並初始化為NULL
    void (*greet)() = NULL;

    printf("請選擇要使用的語言：\n");
    printf("1. 英語\n");
    printf("2. 西班牙語\n");
    printf("3. 法語\n");
    printf("\n請輸入對應的數位:");
    scanf("%d", &choice);
	printf("\n");
    // 根據使用者的選擇設定函數指標
    if (choice == 1) {
        greet = greet_english;
    } else if (choice == 2) {
        greet = greet_spanish;
    } else if (choice == 3) {
        greet = greet_french;
    } else {
        printf("無效的選擇！\n");
        return 0;
    }

    // 如果函數指標不為NULL，則呼叫相應的函數
    if (greet != NULL) {
        greet();
    }

    return 0;
}

在這個例子中，我們定義了三個不同的打招呼函數：greet_english、greet_spanish和greet_french。
在main函數中，我們宣告了一個函數指標greet，並將其初始化為NULL。
使用者可以選擇要使用的語言，然後根據選擇將函數指標greet設定為相應的函數地址。
最後，如果函數指標不為NULL，則呼叫相應的函數。
執行結果

請選擇要使用的語言：
1. 英語
2. 西班牙語
3. 法語

請輸入對應的數位:3

Bonjour!

小結

通過這篇文章，我們學會了

1、指標函數的概念

2、函數指標的概念

3、指標函數的應用

4、函數指標的應用