函数指针认读 ¶

首先，让我介绍一下两个惹人喜爱的小家伙。

int function(int arg)
{
    return 2 * arg;
}

一般通过函数，类型是 int (int)。

int (*func_ptr)(int);

芝士什么？芝士函数指针，类型是 int (*)(int)。

那么，这两个小家伙能干什么呢？

func_ptr = &function;
func_ptr = function;

前者是什么？指针。没错，平平无奇的取地址操作，洒洒水啦。后者是什么？我们知道指针的值实际上是某块内存地址，不考虑奇技淫巧的话，将所指对象的值赋值给指针是没有意义的。但是，将函数指代器 function 赋值给函数指针 func_ptr，却没有产生任何问题。

坏了，自动播放妈妈生的，大脑要打高端局了。不过你先别急，这个看起来不知所云的赋值语句，其实与前者完全等效。C 标准是仁慈的，它不忍心看到被函数绕晕的初学者面对错误的解引用不知所措，于是规定了函数到指针的隐式转换。

任何函数指代器表达式，在用于异于下列语境时

作为取址运算符的操作数

作为 sizeof 的操作数

会经历到指向表达式所指代函数的指针的转换。

这里 function 经过一次隐式转换变成 &function。这一步转换并不改变值，而类型从 int (int) 变成 int (*)(int) 了。也就是实际上在编译器看来，第二行就是第一行。

现在你已经对函数和函数指针有了一定了解，让我们看一看下面这个简单的例子，把我们已经学到的知识运用到实践中吧。

请解释以下代码的作用：

// 试试看！:)
(*(void(*)())0)();

好吧，这样的表达式或许对你来说为时尚早。我们换些简单点的例子。

function(20);
(function)(20);
(*&function)(20);
(&function)(20);
(*function)(20);
(***********function)(20); // 不用数了，11 个

先不管第六个是什么东西，我们看看前五个。

第一个不能再熟悉了，一个人畜无害的函数调用。

第二个看着和第一个差不多……？没错，相信自己，它们完全一样。

第三个呢？没错，取地址再解引用，除了出题没有用。连编译器都会毫不犹豫地优化掉。

第四个开始奇怪了起来。缺失的解引用并非粗心大意，它象征着我们玩转指针的自信与惬意，以及捍卫指针地位的决心。鉴于 C 标准允许通过函数指针调用函数，编译器对此也没什么意见。

第五个换了种折磨方式。聪明如你早已料到最后的结果。但是为什么？引言定真，鉴定为隐式转换惯的。回忆一下函数到指针的隐式转换，*function 等效于 *&function，这下看懂了。

现在第六个你应该也能理解了。每次尝试对 function 解引用，都会迫使编译器将它转换为函数指针，以满足你对代码风格的奇怪癖好。

还是看看远处的 func_ptr 吧家人们。

(*func_ptr)(20);
func_ptr(20);
(****func_ptr)(20);
(&func_ptr)(20);

第一个，简单易懂的指针解引用，相当于上面的第二个。

第二个，人畜无害的函数指针调用函数，相当于上面的第四个。

第三个，函数到指针的隐式转换发生了整整三回啊三回，类似上面的第六个。

第四个，编译器跟你爆了。怎么会是呢？我们不妨拆开看看：

int (*func_ptr)(int) = &function;    // 这是之前的
int (**second_ptr)(int) = &func_ptr; // 这是我们正在做的
second_ptr(20);                      // 我们想这样

在这里，second_ptr 已经是个二级指针了。函数到函数指针（它是个一级指针）的转换过程中，地址值是不会改变的，就是这个函数的可执行代码所在的位置。问题在于，二级指针的值不是 function 的地址，而是 func_ptr 这个变量的地址。这还得了，骗自己可以，骗兄弟也就算了，编译器可不吃你这套。

接下来，我们再看点不太一样的：

int func_two(int a, int f(int arg))
{
    return 3 * f(a);
}

这是什么？函数，调用一下：

// function 如上文定义
int function(int arg);

int a = 1;
int b = func_two(a, function);

相信聪明的你已经猜到了，b 的值就是 6。桥豆麻袋，好像有哪里不太对劲。func_two 的两个参数类型分别是 int 和 int (int)，但是调用时却传入了一个函数指针（还记得隐式转换吗？），这却没有产生任何问题。这又是什么操作？

又是隐式转换？Bingo！不过需要注意发生隐式转换的位置。func_two 的第二个形参实际上是 int (*)(int) ，而非字面上的 int (int)。这就和 void f(int a[]) 实际上是 void f(int *a) 一样，同样是出于节约资源的考虑。也就是说，编译器眼中的 func_two 是 int func_two(int a, int (*f)(int)。搞清楚这一点，其余部分也就顺理成章了。

经过练习，你应该已经可以看出，从函数到指针的隐式转换规定出发，理解上述情景并非难事。对函数指针的畏惧，往往是因为不熟悉转换规则，或受复杂的声明语法干扰。因此，提高识别类型的熟练度，足以让你自信运用函数指针。