C语言中关于函数指针的一个问题答案

【问题标题】：A Question About Function Pointer In CC语言中关于函数指针的一个问题
【发布时间】：2009-04-16 15:01:27
【问题描述】：

有以下声明：

void qsort(void *lineptr[], int left, int right, int (*comp)(void *, void *));
int numcmp(char *, char *);
int strcmp(char *s, char *t);

然后，在程序的某处有如下调用：

  qsort((void**) lineptr, 0, nlines-1, 
                    (int (*)(void*,void*))(numeric ? numcmp : strcmp));

（忽略前三个参数和numeric）。

我问这是什么：

(int (*)(void*,void*))(numeric ? numcmp : strcmp)

我知道qsort 期待一个“指向函数的指针，该函数获取两个void 指针并返回一个int”，因为它是第四个参数，但上面写的内容如何满足这一点？在我看来，这像是某种演员表，因为它由两个括号组成，但那将是一个非常奇怪的演员表。因为它需要一个函数并使该函数成为“指向函数的指针，该函数获取两个void 指针并返回一个int”。这是没有意义的。
（我在这里遵循了一个规则，即在变量之前括号中的类型 type 将变量提升为该类型）。

所以我想我弄错了，也许有人可以告诉我如何阅读，顺序是什么？

【问题讨论】：

为什么没有意义？对我来说看起来还不错。
因为你拿了一个函数，让它没用。它变成了一个指针。它不再是一个功能。此外，传递给 qsort 的是什么？只是一个应该指向函数的指针，但没有人告诉它指向什么函数。我也认为将 func' 转换为指针正在缩小
指向函数的指针是函数指针...完全可以作为函数使用，谢谢...

标签： c pointers casting function-pointers

【解决方案1】：

这里发生的事情确实是一个演员表。让我们暂时忽略三进制并假设始终使用 numcmp。出于这个问题的目的，函数可以充当 C 中的函数指针。因此，如果您查看 numeric 的类型，它实际上是

(int (*)(int*,int*))

为了在 qsort 中正确使用它，它需要有 void 参数。因为这里的类型在参数和返回类型方面都具有相同的大小，所以可以用 on 代替另一个。所需要的只是使编译器满意的强制转换。

(int (*)(void*,void*))(numcmp )

【讨论】：

你要说的是numcmp，不是numeric
您写道“它实际上是数字的类型 (int ()(int,int*))”。我不明白。三元表达式的类型是一个函数，你写的是一个指向函数的指针。
@Leif，函数和指向函数的指针在 C 中是有点等价的。就这个问题而言，它们可以被认为是相同的。
函数会自动衰减为函数指针，就像数组衰减为指向其第一个元素的指针一样。
你的意思是当传递给我假设的其他函数时，函数会衰减为指向函数的指针？

【解决方案2】：

你错过了这里的诀窍 - 部分

(numeric ? numcmp : strcmp)

正在使用三元运算符来选择 在 qsort 中调用哪个函数。如果数据是数字，则使用 numcmp。如果没有，它使用 strcmp。一个更具可读性的实现如下所示：

int (*comparison_function)(void*,void*) = 
    (int (*)(void*,void*))(numeric ? numcmp : strcmp);
qsort((void**) lineptr, 0, nlines-1, comparison_function);

【讨论】：

@Sean Bright：我真的不认为有一种方法可以使其可读。我在其中看到的唯一优点是它使用了一个变量名（comparison_function）来试图解释发生了什么。
你的语法是错误的，尽管函数指针的语法是非常尴尬和混乱的。
@Adam：请随意修复它 - 我比 C 更 C++，而且正如你提到的，函数指针有点毛茸茸。
@Harper：这并不是真的对你开枪。如果没有 typedef 或大量空白，就没有优雅的清理方法。
当然，有一种更易读的方法...typedefs！。 typedef int (compare_t)(void *, void *);那么你可以这样做： qsort((void*) lineptr, 0, nlines-1, (compare_t)(numeric ? numcmp : strcmp));

【解决方案3】：

正如其他人指出的那样，对于

(int (*)(void*,void*))(numeric ? numcmp : strcmp)

那么下面是类型转换

(int (*)(void*,void*))

表达式是

(numeric ? numcmp : strcmp)

C 声明可能很难阅读，但可以学习。方法是从内部开始，然后向右走一步，然后向左走一步，向外继续向右，向左，向右，向左等直到完成。在对括号内的所有内容进行评估之前，您不会越过括号外。例如对于上面的类型转换，(*) 表示这是一个指针。指针是括号内唯一的东西，所以我们评估它外面的右侧。 (void*,void*) 表示它是一个指向具有两个指针参数的函数的指针。最后int 表示函数的返回类型。外括号使其成为类型转换。更新：两篇更详细的文章：The Clockwise/Spiral Rule 和 Reading C Declarations: A Guide for the Mystified。

不过，好消息是，虽然上面的知识非常有用，还有一个非常简单的作弊方法：cdecl 程序可以从 C 转换为英文说明，反之亦然：

cdecl> explain (int (*)(void*,void*))
cast unknown_name into pointer to function (pointer to void, pointer to void) returning int
cdecl> declare my_var as array 5 of pointer to int
int *my_var[5]
cdecl>

练习：i是什么变量？

int *(*(*i)[])(int *)

回答rot13，以防你的机器上没有安装cdecl（但你真的应该！）：

pqrpy> rkcynva vag *(*(*v)[])(vag *)
qrpyner v nf cbvagre gb neenl bs cbvagre gb shapgvba (cbvagre gb vag) ergheavat cbvagre gb vag
pqrpy>

【讨论】：

【解决方案4】：

你可以在没有函数指针转换的情况下做到这一点。这是how。以我的经验，在大多数地方，如果你使用演员表，你就做错了。

【讨论】：

【解决方案5】：

注意qsort()的标准定义包括const：

void qsort(void *base, size_t nmemb, size_t size,
           int (*compar)(const void *, const void *));

请注意，字符串比较器有两个“char **”值，而不是“char *”值。

我编写比较器以便在调用代码中不需要强制转换：

#include <stdlib.h>    /* qsort() */
#include <string.h>    /* strcmp() */

int num_cmp(const void *v1, const void *v2)
{
    int i1 = *(const int *)v1;
    int i2 = *(const int *)v2;
    if (i1 < i2)
        return -1;
    else if (i1 > i2)
        return +1;
    else
        return 0;
}

int str_cmp(const void *v1, const void *v2)
{
    const char *s1 = *(const char **)v1;
    const char *s2 = *(const char **)v2;
    return(strcmp(s1, s2));
}

强迫人们使用你的函数在代码中编写强制转换是丑陋的。不要。

我写的两个函数符合标准qsort()所要求的函数原型。不带括号的函数名等价于指向函数的指针。

您会发现在较旧的代码中，或由那些在较旧的编译器上长大的人编写的代码中，使用以下符号来使用指向函数的指针：

result = (*pointer_to_function)(arg1, arg2, ...);

用现代风格写成：

result = pointer_to_function(arg1, arg2, ...);

就个人而言，我发现显式取消引用更清晰，但并非所有人都同意。

【讨论】：

【解决方案6】：

编写该代码的人 sn-p 太聪明了。在他的脑海中，他可能认为通过制作一个聪明的“单线”，他正在成为一名优秀的程序员。 实际上，他编写的代码可读性较差，长期使用起来令人讨厌，应该以更明显的形式重写，类似于 Harper Shelby 的代码。

记住 Brian Kernighan 的格言：

调试是写作的两倍首先是代码。因此，如果您将代码编写为尽可能聪明地，你是，通过定义，不够聪明，无法调试它。

我在严格的实时期限内进行了许多性能关键的编码......我仍然没有看到适合密集单行的地方。

我什至弄乱了编译和检查 asm 以查看 one-liner 是否具有更好的编译 asm 实现，但从未发现 one-liner 值得。

【讨论】：

我忘了说这是来自 K&R 的代码片段，所以也许 Kernighan 在那里自相矛盾。
现在把嘴伸进脚...

【解决方案7】：

我可能会这样读：

typedef int (*PFNCMP)(void *, void *);

PFNCMP comparison_function;

if (numeric)
{
    comparison_function =  numcmp;
}
else
{
    comparison_function = strcmp;
}

qsort((void**) lineptr, 0, nlines-1, comparison_function);

问题中的示例有一个明确的案例。

【讨论】：

【解决方案8】：

我认为你的逻辑是正确的。它确实是转换为“指向函数的指针，该函数获取两个 void 指针并返回一个 int”，这是方法签名所需的类型。

【讨论】：

【解决方案9】：

numcmp 和strcmp 都是指向以两个char* 作为参数并返回int 的函数的指针。 qsort 例程需要一个指向函数的指针，该函数接受两个void* 作为参数并返回一个int。因此演员阵容。这是安全的，因为void* 充当通用指针。现在，继续阅读声明：让我们以您的 strcmp 的声明：

 int strcmp(char *, char *);

编译器将其读取为strcmp实际上是：

 int (strcmp)(char *, char *)

一个接受两个char * 参数的函数（在大多数情况下衰减为指向函数的指针）。因此指针strcmp 的类型为：

 int (*)(char *, char *)

因此，当您需要将另一个函数转换为与strcmp 兼容时，您将使用上述作为要转换的类型。

同样，由于qsort 的比较器参数需要两个void *s，因此是奇数演员！

【讨论】：