詳解C/C++函數指標聲明

     要理解一個C程式，僅僅理解組成該程式的符號是不夠的。程式員還必須理解這些符號是如何組合成聲明、運算式、語句和程式的。

     我們先來看看下面的一個語句：

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

     這是當電腦啟動時，硬體將調用首地址為0位置的子常式。像這樣的運算式恐怕會令每個C/C++程式員的內心都“不寒而慄”吧。

     然而，完全不用害怕，任何C變數的聲明都是由兩部分組成：類型以及一組類似運算式的聲明符。最簡單的聲明變數，如：

float f , g ;

     這個聲明的含義是：當對其求值時，運算式f和g的類型為浮點型。

     同樣的邏輯也適用於函數和指標類型的聲明，例如：

float ff();

     這個聲明的含義是：運算式ff()求值結果是一個浮點數，也就是說，ff是一個傳回值為浮點類型的函數，類似地：

float *pf;

     這個聲明的含義是*pf是一個浮點數，也就是說，pf是一個指向浮點數的指標。

     以上這些形式在聲明中還可以組合起來，就像在運算式中進行組合一樣，因此：

float *g() , (*h)();

表示*g()與(*h)()是浮點運算式。因為()結合優先順序高於*，*g()也就是*(g())：g是一個函數，該函數的傳回值類型為指向浮點數的指標。同理，可以得出h是一個函數指標，h所指向函數的傳回值為浮點類型。

     一旦我們知道了如何聲明一個給定類型的變數，那麼該類型的類型轉換符就很容易得到了：只需要把聲明中的變數名和聲明末尾的分號去掉，再將剩餘的部分用一個括弧整個“封裝”起來即可。例如：

float (*h)();

表示h是一個指向傳回值為浮點類型的函數的指標，因此，

(float (*)())

表示一個“指向傳回值為浮點類型的函數的指標”的類型轉換符。

     那麼，我們現在來看看前面我們提出的運算式：

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

     第一步，假定變數fp是一個函數指標，那麼如何調用fp所指向的函數呢？調用方法如下：

(*fp)();

     因為fp是一個函數指標，那麼*fp就是該指標所指向的函數，所以(*fp)()就是調用該函數的方式。

     運算式(*fp)()中，*fp兩側的括弧非常重要，因為函數運算子()的優先順序高於單目運算子*。如果*fp兩側沒有括弧，那麼*fp()實際上與*(fp())的含義完全一致。

     現在剩下的問題就只是找到一個恰到的運算式來替換fp。我們將在分析的第二步來解決這個問題。如果C編譯器能夠理解我們大腦中對於類型的認識，那麼我們可以這樣寫：

(*0)()

     上式並不能生效，因為運算子*必須要一個指標來做運算元。而且這個指標還應該是一個函數指標，這樣經運算子*作用後的結果才能作為函數被調用。因此，在上式中必須對0作類型轉換，轉換後的類型可以大致描述為:“指向傳回值為void類型的函數的指標”。

     如果fp是一個指向傳回值為void類型的函數的指標，那麼(*fp)()的值為void，fp的聲明如下：

viod (*fp)();

     因此，將常數0轉型為“指向傳回值為void的函數的指標”類型，可以這樣寫：

(void (*)())0

     因此，我們可以用(void(*)())0來替換fp，從而得到：

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

     當然，我們用typedef來解決這個問題能夠表述更加清晰：

typedef void (*fp)();(*(fp)0)();

這個問題就可以解決了。

     我們再來考慮signal庫函數，一般情況下，程式員並不主動聲明signal函數，而是直接使用標頭檔signal.h中的聲明。那麼，在標頭檔signal.h中，signal函數是如何聲明的呢？

     首先，讓我們從使用者定義的訊號處理函數開始考慮，這無疑是最容易解決的。該函數可以定義如下：

void sigfunc(int n){/* 特定訊號處理部分*/}

     函數sigfunc的參數是一個代表特定訊號的整數值，此處我們暫時忽略它。

     上面假設的函數體定義了sigfunc函數，因而sigfunc函數的聲明可以如下：

void sigfunc(int );

     現在假定我們希望聲明一個指向sigfunc函數的指標變數，不妨命名為sfp。因而sfp指向sigfunc函數，*sfp就代表sigfunc函數，因此*sfp可以被調用。因此我們可以如下這樣聲明sfp：

void (*sfp)(int);

     因為signal函數的傳回值類型與sfp的傳回值類型一樣，上式也就聲明了signal函數，我們不妨可以如下聲明signal函數：

void (*signal(something))(int);

     此處的something代表了signal函數的參數類型，我們還需要進一步瞭解如何聲明它們。上面聲明可以這樣理解：傳遞適當的參數以調用signal函數，對signal函數傳回值（為函數指標類型）解除引用，然後傳遞一個整型參數調用解除引用後所得函數，最後傳回值為void類型。因此，signal函數的傳回值是一個指向傳回值為void類型的函數指標。

     那麼，signal函數的參數又是如何呢？，signal函數接受兩個參數：一個整型的訊號編號，以及一個指向使用者定義的訊號處理函數的指標。我們此前一定定義了指向使用者定義的訊號處理函數的指標sfp：

void (*sfp)(int);

     sfp的類型可以通過將上面的聲明中的sfp去掉而得到，即 void(*)(int)。此外，signal函數的傳回值是一個指向調用前的使用者定義訊號處理函數的指標，這個指標的類型與sfp指標類型一致。因此我們可以如下聲明signal函數：

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

     同樣地，使用typedef可以簡化上面的函式宣告：

typedef void (*HANDLER)(int);HANDLER signal(int , HANDLER);

 

     那麼，現在的你對函數指標理解了嗎？如果你看完了此篇文章，相信你一定會有意想不到的收穫哦！

 

參考書籍：C陷阱與缺陷