周立功:指针函数的应用到底有多广泛呢?
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近日周立功教授公开了数年的心血之作《程序设计与数据结构》，电子版已无偿性分享到电子工程师与高校群体下载，经周立功教授授权，特对本书内容进行连载。
>>>> 1.1 函数指针与指针函数
>>> 1.1.1 函数指针
>>> 1.1.2 指针函数
实际上，指针变量的用途非常广泛，指针不仅可以作为函数的参数，而且指针还可以作为函数的返回值。当函数的返回值是指针时，则这个函数就是指针函数。当给定指向两个整数的指针时，如程序清单 2.2所示的函数返回指向两个整数中较大数的指针。当调用max时，用指向两个int类型变量的指针作为参数，且将结果存储在一个指针变量中，其中，max函数返回的指针是作为实参传入的两个指针的一个。
程序清单 2.2 求最大值函数（指针作为函数的返回值）
1 #include<stdio.h>
2 int *max(int *p1, int *p2)
3 {
4 if(*p1 > *p2)
5 return p1;
6 else
7 return p2;
8 }
9
10 int main(int argc, char *argv[])
11 {
12 int *p, a, b;
13 a = 1; b = 2;
14 p = max(&a, &b);
15 printf("%d\n", *p);
16 return 0;
17 }
当然，函数也可以返回字符串，它返回的实际是字符串的地址，但一定要注意如何返回合法的地址。既可以返回是静态的字符串地址，也可以在堆上分配字符串的内存，然后返回其地址。注意，不要返回局部字符串的地址，因为内存有可能被别的栈帧覆写。
下面我们再来看一看，指针函数与函数指针变量有什么区别？如果有以下定义：
int *pf(int *, int); // int *(int *, int)类型
int (*pf)(int, int); // int (*)(int, int)类型
虽然两者之间只差一个括号，但表示的意义却截然不同。函数指针变量的本质是一个指针变量，其指向的是一个函数；指针函数的本质是一个函数，即将pf声明为一个函数，它接受2个参数，其中一个是int *，另一个是int，其返回值是一个int类型的指针。
在指针函数中，还有一类这样的函数，其返回值是指向函数的指针。对于初学者，别说写出这样的函数声明，就是看到这样的写法也是一头雾水。比如,下面这样的语句：
int (* ff (int))(int, int); // ff是一个函数
int (* ff (int))(int, int); // ff是一个指针函数，其返回值是指针
int (* ff (int))(int, int); // 指针指向的是一个函数
这种写法确实让人非常难懂，以至于一些初学者产生误解，认为写出别人看不懂的代码才能显示自己水平高。而事实上恰好相反，能否写出通俗易懂的代码是衡量程序员是否优秀的标准。当使用typedef后，则PF就成为了一个函数指针类型。即：
typedef int (*PF)(int, int);
有了这个类型，那么上述函数的声明就变得简单多了。即：
PF ff(int);
下面将以程序清单 2.3为例，说明用函数指针作为函数返回值的用法。当用户分别输入d、x和p时，求数组的最大值、最小值和平均值。
程序清单 2.3 求最值与平均值范例程序
1 #include<stdio.h>
2 #include <assert.h>
3 double getMin(double *dbData, int iSize) // 求最小值
4 {
5 double dbMin;
6
7 assert((dbData != NULL) && (iSize > 0));
8 dbMin = dbData[0];
9 for (int i = 1; i < iSize; i++){
10 if (dbMin > dbData[i]){
11 dbMin = dbData[i];
12 }
13 }
14 return dbMin;
15 }
16
17 double getMax(double *dbData, int iSize) // 求最大值
18 {
19 double dbMax;
20
21 assert((dbData != NULL) && (iSize > 0));
22 dbMax = dbData[0];
23 for (int i = 1; i < iSize; i++){
24 if (dbMax < dbData[i]){
25 dbMax = dbData[i];
26 }
27 }
28 return dbMax;
29 }
30
31 double getAverage(double *dbData, int iSize) // 求平均值
32 {
33 double dbSum = 0;
34
35 assert((dbData != NULL) && (iSize > 0));
36 for (int i = 0; i < iSize; i++){
37 dbSum += dbData[i];
38 }
39 return dbSum/iSize;
40 }
41
42 double unKnown(double *dbData, int iSize) // 未知算法
43 {
44 return 0;
45 }
46
47 typede double (*PF)(double *dbData, int iSize); // 定义函数指针类型
48 PF getOperation(char c) // 根据字符得到操作类型，返回函数指针
49 {
50 switch (c){
51 case 'd':
52 return getMax;
53 case 'x':
54 return getMin;
55 case 'p':
56 return getAverage;
57 default:
58 return unKnown;
59 }
60 }
61
62 int main(void)
63 {
64 double dbData[] = {3.1415926, 1.4142, -0.5, 999, -313, 365};
65 int iSize = sizeof(dbData) / sizeof(dbData[0]);
66 char c;
67
68 printf("Please input the Operation :\n");
69 c = getchar();
70 PF pf = getOperation(c);
71 printf("result is %lf\n", pf(dbData, iSize));
72 return 0;
73 }
前4个函数分别实现了求最大值、最小值、平均值和未知算法，getOperation()根据输入字符得到的返回值是以函数指针的形式返回的，从pf(dbData, iSize)可以看出是通过这个指针调用函数的。注意，指针函数可以返回新的内存地址、全局变量的地址和静态变量的地址，但不能返回局部变量的地址，因为函数结束后，在函数内部的声明的局部变量的声明周期已经结束，内存将自动放弃。显然，在主调函数中访问这个指针所指向的数据，将会产生不可预料的结果。
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