函数指针是 C 语言中一项非常重要的特性，对于 C/C++ 程序员是必须要掌握的技术。函数指针提供了一种灵活的方式来操作函数，允许在运行时动态地选择要执行的函数。

1. 函数名理解

函数名可以被视为指向函数的指针。当你使用函数名时，它会自动转换为函数的指针，指向函数的入口地址。即：我们可以通过指针间接调用函数。请看下面示例代码：

#include <stdio.h>

void demo()
{
   printf("hello demo\n");
}

int main() {

    // 1. 直接调用函数
    demo();

    // 2. 函数名为指向函数入口地址的指针
    printf("%ld\n", demo);

    // 3. 间接调用函数
    void(*func)() = demo;
    (*func)();

    return 0;
}

程序运行结果：

hello demo
4363710224
hello demo

2. 函数指针类型

函数指针类型如何定义？请看下面示例代码：

#include <stdio.h>

int demo(int a, int b)
{
    return a + b;
}

int main() {

    // 1. 第一种方式
    int(*func1)(int, int) = demo;
    int result = func1(10, 20);
    printf("result = %d\n", result);

    // 2. 第二种方式
    typedef int(FUNC_TYPE)(int, int);
    FUNC_TYPE* func2 = demo;
    result = func2(10, 20);
    printf("result = %d\n", result);

    // 3. 第三种方式
    typedef int(FUNC_POINTER)(int, int);
    FUNC_POINTER* func3 = demo;
    result = func3(10, 20);
    printf("result = %d\n", result);

    return 0;
}

程序运行结果：

result = 30
result = 30
result = 30

3. 函数指针数组

函数指针数组顾名思义就是数组中的所有元素都是函数指针类型。函数指针数组提供了一种动态选择和调用函数的机制，适用于需要根据不同的条件选择不同的函数执行的场景。它们在命令调度、事件处理、状态机、算法实现和插件化架构等方面都有广泛的应用。

#include <stdio.h>


void demo1(int a, int b)
{
    printf("demo1 a + b = %d\n", a + b);
}

void demo2(int a, int b)
{
    printf("demo2 a + b = %d\n", a + b);
}


void demo3(int a, int b)
{
    printf("demo3 a + b = %d\n", a + b);
}

int main() {

    void(*func_array[])(int, int) = {demo1, demo2, demo3};

    // 调用数组中的函数
    func_array[1](10, 20);
    func_array[0](30, 40);
    func_array[2](50, 60);

    return 0;
}

程序运行结果：

demo2 a + b = 30
demo1 a + b = 70
demo3 a + b = 110

4. 函数指针作回调函数

回调函数是一种编程模式，它允许将一个函数的指针作为参数传递给另一个函数，并在特定事件或条件发生时，通过调用该函数指针来回调执行相应的操作。回调函数是一种灵活的方式，用于实现事件驱动和异步编程。

在回调函数的模式中，存在两个主要角色：

1. 调用方：调用方是一个函数或模块，它需要执行某些操作，并在适当的时候调用回调函数。
2. 回调函数：回调函数是由调用方提供的一个函数，它定义了在特定事件发生时应该执行的操作。回调函数的指针被传递给调用方，在合适的时机由调用方调用。

示例代码：

#include <stdio.h>



int do_logic(int(*func)(int, int))
{
    int a = 20;
    int b = 10;

    int result = func(a, b);

    return result;
}

int my_func1(int a, int b)
{
    return a + b;
}

int my_func2(int a, int b)
{
    return a - b;
}

int main() {

    // 函数名做函数参数
    int result = do_logic(my_func1);
    printf("result = %d\n", result);

    result = do_logic(my_func2);
    printf("result = %d\n", result);

    return 0;
}

程序执行结果：

result = 30
result = 10

5. 函数指针作函数返回值

函数指针可以作为函数的返回值，这在一些情况下非常有用。例如，可以编写一个函数，根据输入的参数返回不同的函数指针，这样可以根据不同的条件选择不同的函数执行，实现更加动态的程序逻辑。

#include <stdio.h>
#include <string.h>


int my_func1(int a, int b)
{
    return a + b;
}

int my_func2(int a, int b)
{
    return a - b;
}


typedef int(*FUNC_POINTER)(int, int);
FUNC_POINTER do_logic(const char *type)
{
    if (0 == strcmp(type, "plus"))
    {
        return my_func1;
    }
    else if(0 == strcmp(type, "minus"))
    {
        return my_func2;
    }

    return NULL;
}

int main() {

    // 函数名做函数参数
    int result = do_logic("plus")(10, 20);
    printf("result = %d\n", result);

    result = do_logic("minus")(10, 20);
    printf("result = %d\n", result);

    return 0;
}

程序运行结果：

result = 30
result = -10