函数指针的 C 语言实现、面向对象的编程方法

函数指针(function pointer)

函数指针是一个指向函数的指针，例如void (*print)(PrintType *pt);。

• 切记，不能写成void *print(PrintType *pt);,仅仅是去掉了一个括号，这两者是有着天壤之别的。去掉括号代表了一个函数，它的返回类型是void *,拥有括号则是一个函数指针。
• 在对一个函数指针进行赋值操作的时候，右值应当是一个函数名，他们的类型相同。当且仅当两个函数拥有相同的参数类型和返回类型，那么，我们说，这两个函数的类型是相同的。

#include <cstdio>

typedef int PrintType;

void printInt(PrintType pt){
    printf("%d\n",pt);
}

int main(){
    void (*print)(PrintType) = printInt; //声明print并赋值
    print(9);
    /*输出
     *9
     */
}

事实上，对于第10行的void (*print)(PrintType) = printInt;，你也可以选择void (*print)(PrintType) = &printInt;，函数指针储存的是函数的地址，但因为在C语言中，函数名是唯一的，所以，一个函数名就能说明它的地址。
这个说法在C++中似乎有点说不清楚，因为C++支持函数重载，那么在同名函数的情况下，结果又会如何呢？

#include <cstdio>

typedef int PrintType;

void printInt(PrintType pt){
    printf("%d\n",pt);
}

void printInt(PrintType pt1,PrintType pt2){
    printf("%d %d\n",pt1,pt2);
}

int main(){
    void (*print)(PrintType) = printInt; //
    print(9);
    /*输出
     *9
     */
    void (*new_print)(PrintType,PrintType) = (void (*)(PrintType,PrintType))print;
    new_print(9,0);
    /*输出
     *9
     */
    new_print = printInt;
    new_print(9,0);
    /*输出
     *9 0
     */
}

我们发现，我们重载了printInt之后，print函数还是指向了但参数的printInt，可见，函数指针能够在同名函数中选择与其类型匹配的函数形式。
接下来，我们对print进行了强制类型转换，并把它赋值给新的函数指针，new_print，然而，当我们使用它的时候，它只输出了一个9！！！

可见，new_print依旧指向的是单参数的printInt。

我们可能会对之前的结论，产生怀疑，验证一下，new_print = printInt;，输出9 0。之前的结论正确，但需要说明的是，强制类型转换不能使函数指针指向的对象也改变，这也恰好证明了另一个事实:

• 函数重载时，同名函数拥有不同的地址。

这就是函数指针的基础用法，可这有什么用呢？函数指针的应用非常广泛，比如下面，将要提到的这个例子。

面向对象编程方法的C语言实现

• 面向对象的编程方法，在现代的编程语言中被广泛使用，传统的C语言，在拥有了函数指针之后，也可以进行类似面向对象的编程方法。面向对象的编程方法有利与我们写出更加优美的结构，让代码的维护更加轻松。

/*函数指针实例
 *使用C语言的方式进行面向对象编程
*/
#include <cstdio>
#include <cstdlib>

typedef int StackType;
typedef struct stack Stack;

struct stack{
    //field
    StackType Data[100];
    int Top;
    //method
    StackType (*Pop)(Stack *);
    void (*Push)(Stack *, StackType);
};

StackType pop(Stack *s){
    return s->Data[s->Top--];
}

void push(Stack *s, StackType D){
    s->Data[++s->Top] = D;
}

int main(){
    Stack s = { .Data={0}, .Top=-1, .Pop=pop, .Push=push }; 
    /*构造器
     *利用结构体初始化的语法，将pop赋值给Pop，push赋值给Push
    */
    s.Push(&s,1);
    s.Push(&s,4);
    s.Push(&s,5);
    s.Push(&s,7);
    printf("%d ",s.Pop(&s));
    printf("%d ",s.Pop(&s));
    printf("%d ",s.Pop(&s));
    printf("%d ",s.Pop(&s));
    /*输出
     *7 5 4 1 //末尾有空格
    */
}

虽然还是不够完善，我们会发现s在调用Push或者Pop方法的时候还是需要传入自身的地址，但我们成功使用了C语言来模拟面向对象的过程。
事实上，面向对象的编程语言只是把这个&s给隐藏了而已，面向对象的编程语言，在执行方法的时候，会将一个self指针也一并传入函数中，比如Python，只是你不需要写，编译器给你优化好了而已。