C中的函数指针

让我们从一个我们将要指向的基本函数开始：

int addInt(int n, int m) {
    return n+m;
}

首先，让我们定义一个指向接收2个int并返回一个int的函数的指针：

int (*functionPtr)(int,int);

现在我们可以安全地指出我们的功能：

functionPtr = &addInt;

现在我们有一个指向函数的指针，让我们使用它：

int sum = (*functionPtr)(2, 3); // sum == 5

将指针传递给另一个函数基本上是相同的：

int add2to3(int (*functionPtr)(int, int)) {
    return (*functionPtr)(2, 3);
}

我们也可以在返回值中使用函数指针（尽量跟上，这会变得很混乱）：

// this is a function called functionFactory which receives parameter n
// and returns a pointer to another function which receives two ints
// and it returns another int
int (*functionFactory(int n))(int, int) {
    printf("Got parameter %d", n);
    int (*functionPtr)(int,int) = &addInt;
    return functionPtr;
}

但使用typedef要好得多：

typedef int (*myFuncDef)(int, int);
// note that the typedef name is indeed myFuncDef

myFuncDef functionFactory(int n) {
    printf("Got parameter %d", n);
    myFuncDef functionPtr = &addInt;
    return functionPtr;
}

一旦有了基本的声明器，函数指针就很容易声明：

id:id:id是指针：*D:D指针指向函数：D（＜parameters＞）：D函数获取＜parameter＞返回

而D是使用相同规则构建的另一个声明器。最后，在某个地方，它以ID结尾（参见下面的示例），这是声明实体的名称。让我们尝试构建一个函数，该函数获取指向不获取任何内容并返回int的函数的指针，并返回指向获取char并返回int函数的指针

typedef int ReturnFunction(char);
typedef int ParameterFunction(void);
ReturnFunction *f(ParameterFunction *p);

如您所见，使用typedef构建它非常容易。如果没有typedef，上面的声明器规则也不难，而且应用一致。如您所见，我漏掉了指针指向的部分，以及函数返回的内容。这是出现在声明最左边的内容，并不重要：如果已经建立了声明人，则在末尾添加。让我们这样做吧。始终如一地构建它，首先使用[和]显示结构：

function taking 
    [pointer to [function taking [void] returning [int]]] 
returning
    [pointer to [function taking [char] returning [int]]]

如您所见，可以通过一个接一个地附加声明符来完全描述类型。施工有两种方式。一种是自下而上的，从非常正确的事情（树叶）开始，一直到标识符。另一种方式是自上而下的，从标识符开始，一直到叶子。我会双向展示。

自下而上

构造从右边的东西开始：返回的东西，它是取char的函数。为了保持声明人的不同，我将对他们进行编号：

D1(char);

直接插入了char参数，因为它很简单。通过用*D2替换D1来添加指向声明器的指针。注意，我们必须用括号括住*D2。通过查找*-运算符和函数调用运算符（）的优先级可以知道这一点。如果没有括号，编译器会将其读为*（D2（char p））。当然，这不会再简单地用*D2取代D1。声明符周围始终允许使用括号。实际上，如果你添加了太多，你不会出错。

(*D2)(char);

返回类型已完成！现在，让我们用返回＜parameters＞的函数声明器函数来替换D2，这就是我们现在的D3（＜parameter＞）。

(*D3(<parameters>))(char)

注意，不需要括号，因为我们希望D3这次是函数声明器，而不是指针声明器。很好，唯一剩下的就是它的参数。该参数的处理方式与我们处理返回类型的处理方式完全相同，只是将char替换为void。所以我会复制它：

(*D3(   (*ID1)(void)))(char)

我已经用ID1替换了D2，因为我们已经完成了该参数（它已经是一个指向函数的指针，不需要另一个声明器）。ID1将是参数的名称。现在，我在上面的结尾告诉我们，一个添加了所有声明者修改的类型，即出现在每个声明的最左边的类型。对于函数，这将成为返回类型。对于指向类型等的指针……写下类型时很有趣，它将以相反的顺序出现在最右边：）无论如何，替换它会产生完整的声明。当然，这两次都是int。

int (*ID0(int (*ID1)(void)))(char)

在该示例中，我调用了函数ID0的标识符。

自上而下

这从类型描述中最左边的标识符开始，当我们从右边走过时，将该声明符包装起来。从函数获取＜parameters＞开始返回

ID0(<parameters>)

描述中的下一件事（在“返回”之后）是指针指向。让我们合并它：

*ID0(<parameters>)

然后，下一件事是functon获取＜parameters＞返回。该参数是一个简单的字符，因此我们再次将其放入，因为它非常简单。

(*ID0(<parameters>))(char)

注意我们添加的括号，因为我们再次希望先绑定*，然后绑定（char）。否则它将读取获取＜parameters＞返回函数的函数。。。。不，甚至不允许返回函数的函数。

现在我们只需要放置＜parameters＞。我将展示一个简短的嘲笑版本，因为我认为你现在已经知道该怎么做了。

pointer to: *ID1
... function taking void returning: (*ID1)(void)

就像我们使用自底向上方法一样，只需将int放在声明符之前，我们就完成了

int (*ID0(int (*ID1)(void)))(char)

好东西

自下而上还是自上而下更好？我习惯于自下而上，但有些人可能更喜欢自上而下。我认为这是品味问题。顺便说一句，如果您在该声明中应用所有运算符，您将得到一个int：

int v = (*ID0(some_function_pointer))(some_char);

这是C中声明的一个很好的属性：声明断言，如果在使用标识符的表达式中使用这些运算符，那么它将在最左边生成类型。阵列也是如此。

希望你喜欢这个小教程！现在，当人们对函数奇怪的声明语法感到疑惑时，我们可以联系到这一点。我尽量少放C内部构件。随意编辑/修复其中的内容。

“从头开始”功能具有“开始执行的内存地址”。在汇编语言中，它们被称为（调用“函数的内存地址”）。现在回到C。如果函数有内存地址，那么它们可以由C中的指针操作

1.首先需要声明一个指向函数的指针2.传递所需函数的地址

****注意->函数应为相同类型****

这个简单的计划将说明一切。

#include<stdio.h>
void (*print)() ;//Declare a  Function Pointers
void sayhello();//Declare The Function Whose Address is to be passed
                //The Functions should Be of Same Type
int main()
{
 print=sayhello;//Addressof sayhello is assigned to print
 print();//print Does A call To The Function 
 return 0;
}

void sayhello()
{
 printf("\n Hello World");
}

之后，让我们来看看机器是如何理解它们的。32位体系结构的上述程序的机器指令一瞥。

红色标记区域显示地址如何在eax中交换和存储。然后是eax上的调用指令。eax包含函数所需的地址。

函数指针的另一个好用法：在版本之间轻松切换

当您需要在不同的时间或不同的开发阶段使用不同的功能时，它们非常方便。例如，我正在一台有控制台的主机上开发一个应用程序，但该软件的最终版本将放在Avnet ZedBoard（它有显示器和控制台的端口，但最终版本不需要这些端口）上。所以在开发过程中，我将使用printf查看状态和错误消息，但当我完成后，我不希望打印任何内容。以下是我所做的：

版本.h

// First, undefine all macros associated with version.h
#undef DEBUG_VERSION
#undef RELEASE_VERSION
#undef INVALID_VERSION


// Define which version we want to use
#define DEBUG_VERSION       // The current version
// #define RELEASE_VERSION  // To be uncommented when finished debugging

#ifndef __VERSION_H_      /* prevent circular inclusions */
    #define __VERSION_H_  /* by using protection macros */
    void board_init();
    void noprintf(const char *c, ...); // mimic the printf prototype
#endif

// Mimics the printf function prototype. This is what I'll actually 
// use to print stuff to the screen
void (* zprintf)(const char*, ...); 

// If debug version, use printf
#ifdef DEBUG_VERSION
    #include <stdio.h>
#endif

// If both debug and release version, error
#ifdef DEBUG_VERSION
#ifdef RELEASE_VERSION
    #define INVALID_VERSION
#endif
#endif

// If neither debug or release version, error
#ifndef DEBUG_VERSION
#ifndef RELEASE_VERSION
    #define INVALID_VERSION
#endif
#endif

#ifdef INVALID_VERSION
    // Won't allow compilation without a valid version define
    #error "Invalid version definition"
#endif

在版本c中，我将定义版本h中的2个函数原型

版本.c

#include "version.h"

/*****************************************************************************/
/**
* @name board_init
*
* Sets up the application based on the version type defined in version.h.
* Includes allowing or prohibiting printing to STDOUT.
*
* MUST BE CALLED FIRST THING IN MAIN
*
* @return    None
*
*****************************************************************************/
void board_init()
{
    // Assign the print function to the correct function pointer
    #ifdef DEBUG_VERSION
        zprintf = &printf;
    #else
        // Defined below this function
        zprintf = &noprintf;
    #endif
}

/*****************************************************************************/
/**
* @name noprintf
*
* simply returns with no actions performed
*
* @return   None
*
*****************************************************************************/
void noprintf(const char* c, ...)
{
    return;
}

注意函数指针在版本.h中如何原型化为void（*zprintf）（constchar*，…）；当它在应用程序中被引用时，它将在其指向的任何位置开始执行，这一点尚未定义。在版本.c中，注意在board_init（）函数中，zprintf被分配了一个唯一的函数（其函数签名匹配），这取决于版本中定义的版本

运行代码将如下所示：

主程序c

#include "version.h"
#include <stdlib.h>
int main()
{
    // Must run board_init(), which assigns the function
    // pointer to an actual function
    board_init();

    void *ptr = malloc(100); // Allocate 100 bytes of memory
    // malloc returns NULL if unable to allocate the memory.

    if (ptr == NULL)
    {
        zprintf("Unable to allocate memory\n");
        return 1;
    }

    // Other things to do...
    return 0;
}

如果处于调试模式，上述代码将使用printf，如果处于发布模式，则不执行任何操作。这比浏览整个项目并注释或删除代码要容易得多。我所需要做的就是在版本.h中更改版本，其余的都由代码完成！

被解雇的指南：如何在x86机器上通过手工编译代码滥用GCC中的函数指针：

这些字符串文字是32位x86机器代码的字节。0xC3是x86 ret指令。

你通常不会用手工编写这些，你会用汇编语言编写，然后使用像nasm这样的汇编程序将其汇编成一个平面二进制，然后将其十六进制转储成一个C字符串文字。

返回EAX寄存器上的当前值int eax=（（int（*）（））（“\xc3<-返回eax寄存器的值”）（）；编写交换函数整数a=10，b=20；（（void（*）（int*，int*））“\x8b\x44\x04\x8b\x5c\x24\x08\x80\x80\x8b\ux1b\x31\x31\xc3\xcb\x4c\x24\x04\x09\x01\xcb\x4c\x04\x08\x49\xc3<-这将交换a和b的值”）（-a，-b）；将for循环计数器写入1000，每次调用一些函数（（int（*）（））“\x66\x31\xc0\x8b\x5c\x24\x64\x66\x40\x50\xxf\xd3\x58\x66\x3d\xC8\x03\x75\xf4\xc3”）（函数）；//调用函数1->1000您甚至可以编写一个计数为100的递归函数const char*lol=“\x8b\x5c\x24\x4\x3\x8\x3\x0\x0\x7e\x2\x31\x80\x83\x48\x64\x7d\x6\x40\x53\xdf\xd3\x5b\xc3\xc3<-递归调用地址lol处的函数。”；i=（（int（*）（））（lol））（lol）；

请注意，编译器将字符串文本放在.rodata部分（或Windows上的.rata），该部分作为文本段的一部分链接（以及函数代码）。

文本段具有Read+Exec权限，因此将字符串文本转换为函数指针是有效的，而无需像动态分配内存那样进行mprotect（）或VirtualProtect（）系统调用。（或者gcc-z execstack将程序与堆栈+数据段+堆可执行文件链接起来，作为快速破解。）

---

要反汇编这些，您可以编译它以在字节上添加标签，并使用反汇编程序。

// at global scope
const char swap[] = "\x8b\x44\x24\x04\x8b\x5c\x24\x08\x8b\x00\x8b\x1b\x31\xc3\x31\xd8\x31\xc3\x8b\x4c\x24\x04\x89\x01\x8b\x4c\x24\x08\x89\x19\xc3 <- This swaps the values of a and b";

用gcc-c-m32-foo.c编译，用objdump-D-rwC-Mintel反汇编，我们可以得到程序集，并发现该代码通过破坏EBX（一个调用保留寄存器）而违反了ABI，通常效率很低。

00000000 <swap>:
   0:   8b 44 24 04             mov    eax,DWORD PTR [esp+0x4]   # load int *a arg from the stack
   4:   8b 5c 24 08             mov    ebx,DWORD PTR [esp+0x8]   # ebx = b
   8:   8b 00                   mov    eax,DWORD PTR [eax]       # dereference: eax = *a
   a:   8b 1b                   mov    ebx,DWORD PTR [ebx]
   c:   31 c3                   xor    ebx,eax                # pointless xor-swap
   e:   31 d8                   xor    eax,ebx                # instead of just storing with opposite registers
  10:   31 c3                   xor    ebx,eax
  12:   8b 4c 24 04             mov    ecx,DWORD PTR [esp+0x4]  # reload a from the stack
  16:   89 01                   mov    DWORD PTR [ecx],eax     # store to *a
  18:   8b 4c 24 08             mov    ecx,DWORD PTR [esp+0x8]
  1c:   89 19                   mov    DWORD PTR [ecx],ebx
  1e:   c3                      ret    

  not shown: the later bytes are ASCII text documentation
  they're not executed by the CPU because the ret instruction sends execution back to the caller

在Windows、Linux、OS X等系统上，这段机器代码（可能）可以在32位代码中工作：所有这些OS上的默认调用约定都在堆栈中传递参数，而不是在寄存器中更有效地传递参数。但EBX在所有正常的调用约定中都保留了调用，因此将其用作临时寄存器而不保存/恢复它很容易使调用者崩溃。

由于函数指针通常是类型化回调，因此您可能需要查看类型安全回调。这同样适用于非回调函数的入口点等。

C相当善变，同时也很宽容：）