C 語言函數指針完全指南：定義、數組、回調、複雜聲明解析

C 語言函數指針完全指南

函數指針指向代碼區，而普通指針指向數據區。掌握函數指針是實現回調、狀態機、插件架構、面向對象模擬的關鍵。本文從語法解析到實戰模式全覆蓋。

基礎語法

返回類型 (*指針變量名)(參數列表);

例子：void (*pf)(void); — 指向 void f(void) 類型函數。

核心區別：函數名即地址

void open()  { puts("open"); }
void print() { puts("print"); }
void exit()  { puts("exit"); }

void (*pfs[3])() = { open, print, exit };  // 函數指針數組

int main() {
    void (*pf)() = open;   // pf 指向 open
    pf();                  // 調用 open()
    for (int i=0; i<3; ++i) pfs[i]();  // 依次調用三個函數
}

關鍵：open、&open、*open 在調用上下文中等價，均為函數入口地址。

複雜聲明拆解（右左法則 / cdecl）

實戰模式庫

1. 回調函數

typedef void (*Callback)(int status, void* userdata);

void async_operation(Callback cb, void* ud) {
    // ... 異步工作 ...
    cb(0, ud);  // 完成後回調
}

void my_handler(int s, void* ud) { printf("Done: %d\n", s); }
async_operation(my_handler, NULL);

2. 狀態機 / 虛函數表模擬

typedef struct {
    void (*init)(void*);
    int  (*process)(void*, int);
    void (*cleanup)(void*);
} PluginOps;

PluginOps my_plugin = { my_init, my_process, my_cleanup };

// 運行時動態加載插件，賦值 my_plugin.process = new_process;

3. qsort / bsearch 比較函數

int cmp_int(const void* a, const void* b) {
    return *(const int*)a - *(const int*)b;
}
qsort(arr, n, sizeof(int), cmp_int);

4. 信號處理

void handler(int sig) { /* ... */ }
signal(SIGINT, handler);  // handler 類型 void (*)(int)

常見陷阱

1. 參數類型不匹配：void (*pf)(int) 不能指向 void f(float)，嚴格按類型檢查。
2. 調用約定：Windows __stdcall/__cdecl 不可混用，需在指針類型中聲明：void (__stdcall *pf)(int)。
3. 返回函數指針：返回類型寫在最外層：void (*get_handler(int))(int);。
4. 指針數組 vs 函數指針數組：void (*p[3])() 是函數指針數組；void *p[3] 是 void* 數組。

typedef 簡化聲明

typedef void (*FuncPtr)(int, int);
FuncPtr p = my_func;      // 清晰易讀
FuncPtr table[10];        // 數組聲明直觀

小結

函數指針是 C 語言實現多態、回調、動態分發的核心機制。熟練掌握 返回類型 (*名)(參數) 語法，善用 typedef 化解複雜聲明，結合函數指數組/結構體構建虛表，即可在純 C 中實現靈活的組件化架構。