函数指针和函数指针

姑且这么叫吧，但《C和指针》这本书上把这些知识点叫做“高级声明”。

在看例子之前，需要强调，函数指针本质上是一个指针（函数的指针），它指向的是一个函数。而指针函数是一个函数（指针的函数），函数的返回值是一个指针。

1. int  abc(int a)

2. int  abc[3]

3. int  **abc(int a)

4. int  (*abc)(int a)

5. int  (*abc)[6]

6. int  *abc(int a)

7. int  **(*abc[6])(int a)

8. int  **abc[6]

9. int  *(*abc)[6]

10. int  *(*abc(int a))(int a)

11. int  (*(*abc)(int a))(int a)

12. int  (**(*abc)(int a))(int a)

13. int  (*(*abc)(int a))[6]

14. int  *(*(*(*abc)(int a))[6])(int a)

 

解答

1.      返回值为int的函数。

2.      int 型数组

3.      返回值为“int 型指针的指针”的函数。（）的优先级高于*（这里指右边的*），所以abc先和（）结合，即abc（int a），说明abc是一个函数（这是abc的真面目）。那么函数的返回值是什么类型的呢？abc（int a）接着和*（右边的*）结合，即*abc（int a），说明函数abc的返回值是指针类型的？那是什么类型的指针呢?从int  *(*abc（int a）)可以看出，abc（int a）的返回值是指向int型指针的指针。

4.      指向函数返回值为int的函数指针。由(*abc)可以看出，*先与abc结合，所以abc是一个指针（而不是函数），该指针指向形参为int a，返回值为int的函数。

5.      指向“int 型数组”的指针。从（*abc）可以看出，abc是一个指针，那是什么类型的指针呢？（*abc）和后面的[]结合，即（*abc）[6]，所以abc指向一个数组，那么数组元素的类型呢？从int （*abc）[6]可以看出，数组元素的类型为int型。再分析一遍，指针abc指向一个数组，数组的元素类型为int型，即abc是一个指向int型数组的指针。

6.      返回值为“int型指针”的函数。由于()的优先级高于*，所以abc首先和()结合，即abc(int a)，由此看出abc是一个函数（而不是指针），那么该函数的返回值是什么类型的呢？abc（int a）和前面的*结合，即*abc（int a），可以看出，函数abc的返回值是指针类型的。接着，*abc（int a）和int结合，即int *abc（int a）。再分析一遍，abc是一个函数，返回值为int型指针。

7.      元素为指向“返回值为int型指针的指针的函数”的指针数组。由于[]的优先级高于*，所以abc先和[]结合，即abc[6]，所以abc是一个数组。然后abc[6]和*结合，即*abc[6]，说明数组abc的每个元素是指针，且该指针指向形参为int a，返回值为int指针的指针的函数。

8.      int型指针的指针数组。[]的优先级高于*，所以abc首先和[]结合，即abc[]，所以abc是一个数组，然后abc[6]和*（右边的*）结合，即*abc[6]，可以看出数组abc的每个元素为指针。那么该指针指向什么呢？接着，*abc[6]和左边的*结合（*的结合顺序为从右到左），即*（*abc[6]），所以数组abc的每个元素为指针，且该指针指向int型的指针，也就是说，数组abc的每个元素为int型的指针的指针。

9.      指向“int型指针数组”的指针。由于（）的优先级高于[]，所以abc和*先结合，即*abc，所以abc是一个指针（这是本质）。而下标[]的优先级高于*，所以*abc然后和[]结合，即（*abc）[6]，可以看出，abc指向的是一个数组，数组的元素类型为int *，即int型指针。

10.  返回值为“指向返回值为int型指针的函数指针”的函数。是不是有些头晕呢？没关系，不管你头晕不晕，我都会让你清醒的。由于（）的优先级高于*，所以abc先和（）结合，即abc（int a），说明abc是个函数，这是本质。然后abc（int a）和前面的*结合，即*abc（int a），说明函数的返回值为指针，那么该指针（ptr1）指向什么呢？int *（*abc(int a)）（int a），看到红色的部分了吗？可以看出，ptr1指向一个函数，该函数形参为int a，返回值为int型指针。最后我们再分析一遍，abc（int a）函数的返回值是一个指针，该指针指向形参为int a，返回值为int型指针的函数。

11.  指向返回值为“指向返回值为int的函数指针”的函数指针。从（*abc）(int a)可以看出，abc是一个函数指针，那么该函数指针所指的函数（f）返回值是什么类型的呢？从*（*abc）(int a)可以看出，函数f的返回值为指针类型（ptr_type），那ptr_type到底是什么类型的呢（指向int，char，还是函数）？从int  (*（*abc）(int a))(int a)可以看出，ptr_type是函数指针，所指向的函数形参为（int a），返回值为int型。

12.  指向函数返回值为“返回值为int的函数指针的指针”的函数指针。分析参考11。

13.  指向函数返回值为“指向int型数组的指针”的函数指针。abc先和*结合，即*abc，abc是一个指针。接着，*abc和（）结合，即（*abc）（int a），abc指向的是一个函数，即abc是一个函数指针。那么abc指向的函数返回值是什么类型呢？（*abc）（int a）接着和前面的*结合，即*（*abc）(int a)，说明abc所指向的函数的返回值是一个指针，那么这个指针（ptr）指向哪儿呢？接着往下看，(*（*abc）(int a))[6]，ptr指向一个数组，数组的元素类型为int型。再分析一遍，函数指针abc所指的函数返回值是一个指针，该指针指向int型的数组。

14.  指向函数返回值为“指向‘返回值为int型指针的函数指针’的数组的指针”的函数指针。看到这个表达式，你是不是头有点大了？如果你的answer是yes，那么恭喜你，说明你还是个正常的地球人。哈哈！开个玩笑。从（*abc）(int a)可以看出，abc是一个函数指针，即指针abc指向的是一个函数（f）。那么函数f的返回值是什么类型的呢？从*（*abc）(int a)可以看出，函数f的返回值类型是指针型（ptr）的，那么这个指针指向哪里呢？从（*（*abc）(int a)）[6]可以看出，ptr指向一个数组，那么该数组（arr）的元素是什么类型的呢？从*（*（*abc）(int a)）[6]，arr的数组的元素类型为指针类型（ptr_type），那是什么类型的是指针呢（指向int，char，还是函数）？从int *(*（*（*abc）(int a)）[6])(int a)可以看出，ptr_type是指向函数的指针，该函数的形参为int a，返回值为int型指针。

 

如果我们碰到复杂的类型声明，该如何解析它？例如：

char (*a[3])(int);

a 到底被声明为什么东东？指针？数组？还是函数？

分析时，从 a 最接近（按运算符优先级）处开始。我们看到 a 最接近符号是 [ ] —— 注意 ： *比 [ ] 的优先级低。 a 后既然有 [ ] ，那么 a 是数组，而且是包含 3 个元素的数组。

那这个数组的每个元素是什么类型呢？虽然数组 a 只含有 a[0] 、 a[1] 、 a[2] 三个元素 ， a[3] 实际上已经越界 ， 但在分析数组 a 的元素的类型时 ， 我们正好需要形式上的元素 a[3] 。 知道 了a[3] 的类型 ， 就知道了 a 的元素的类型 。 a[3] 是什么类型？是指针 ， 因为它的前面有 *. 由此可知，数组 a 的元素是指针。

光说是指针还不够。对于指针，必须说出它指向的东东是什么类型。它指向的东东是什么 ，就看 *a[3] 是什么 （ a[3] 是指针 ， 它指向的东东当然是 *a[3] ） 了 。 继续按优先级观察 ， 我们看到 *a[3] 后面有小括号，所以可以肯定 *a[3] 是函数。即数组 a 的元素是指向函数的指针。指向的是什么类型的函数？这很明显，是入参为 int 、返回值为 char 的类型的函数。至此解析完毕。

 

按上述方法，再复杂的也可以一步步解析出来。

就像习武不是为了打人而是为了防身一样，我们了解上述方法是为了看懂别人写的复杂声明 ，而不是为了在实践中自己去构造这种复杂的东东。实在需要复杂声明时，可以用 typede f替代一部分。例如上面语句可改成两句：

typedef char (*FUN_PTR)(int);

FUN_PTR a[3];

这样就清晰多了。

此外 ， 上面的分析方法还让我们对某些东西的本质更加清楚 。 比如 ， n 维数组的本质都是一维数组。看个具体的例子：

int a[3][5];

这句声明的是一个包 含 3 个元素的一维数组 ， 其每个元素又是一个 由 5 个 in t 数构成的数组 。

我们不能理解为： a 是一个包含 5 个元素的一维数组，其每个元素又是一个由 3 个 int 数构成的数组。为什么？还是按上面的方法分析，这里从略。

有的书上或网上提供 " 向右看 , 向左看 " 的方法 , 其实缺乏通用性 , 比如它不适用于对多维数组本质的分析 . 而且这种方法掩盖了本质 . 本质应该是按上面所讲的 , 根据运算符优先级逐层剥开。

 

关于上面那个typedef的定义为什么和上面那个例子等价的问题，另启一篇讲述。