C 語言函數指針數組詳解：從 Linux 內核 socket_ops 到實戰封裝

背景：內核中的函數指針結構體

Linux 內核 struct proto_ops 大量使用函數指針作為成員，實現面向對象的多態：

struct proto_ops {
    int family;
    int (*release)(struct socket *sock);
    int (*bind)(struct socket *sock, struct sockaddr *addr, int len);
    int (*connect)(struct socket *sock, struct sockaddr *addr, int len, int flags);
    // ... 更多操作
};

這是 C 語言模擬「介面/虛函數」的核心模式：數據結構 + 函數指針 = 多態。

聲明語法解析

int (*release)(struct socket *sock);
// 讀法：release 是指針，指向「參數為 socket*，返回 int」的函數

函數指針數組實戰

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

int func1(int n) { printf("func1: %d\n", n); return n; }
int func2(int n) { printf("func2: %d\n", n); return n; }

int main() {
    // 數組元素類型：int (*)(int)
    int (*fp[2])(int) = { func1, func2 };

    fp[0](1);  // 輸出 func1: 1
    fp[1](2);  // 輸出 func2: 2
    return 0;
}

關鍵語法點

• int (*fp[2])(int)：fp 是數組，元素是函數指針
• 賦值時函數名自動轉換為地址
• 調用語法 fp[i](arg) 與普通函數一致

C vs C++ 結構體差異

應用場景

• 回調函數表（事件循環、驅動程序操作集）
• 狀態機跳轉表
• 插件架構、動態分發
• 嵌入式系統固件跳轉向量表

總結

函數指針數組是 C 語言實現「策略模式」「命令模式」的基石。內核 file_operations、proto_ops 皆為經典範例。掌握其聲明、賦值、調用三步驟，即可靈活構建可擴展的 C 系統。

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