我最近在C语言中有一些函数指针的经验。
因此,按照回答自己问题的传统,我决定对最基本的问题做一个简短的总结,以供那些需要快速切入主题的人使用。
我最近在C语言中有一些函数指针的经验。
因此,按照回答自己问题的传统,我决定对最基本的问题做一个简短的总结,以供那些需要快速切入主题的人使用。
当前回答
我最喜欢的函数指针用途之一是迭代器-
#include <stdio.h>
#define MAX_COLORS 256
typedef struct {
char* name;
int red;
int green;
int blue;
} Color;
Color Colors[MAX_COLORS];
void eachColor (void (*fp)(Color *c)) {
int i;
for (i=0; i<MAX_COLORS; i++)
(*fp)(&Colors[i]);
}
void printColor(Color* c) {
if (c->name)
printf("%s = %i,%i,%i\n", c->name, c->red, c->green, c->blue);
}
int main() {
Colors[0].name="red";
Colors[0].red=255;
Colors[1].name="blue";
Colors[1].blue=255;
Colors[2].name="black";
eachColor(printColor);
}
其他回答
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:)
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!
C中函数指针的一个主要用途是调用在运行时选择的函数。例如,C运行时库有两个例程,qsort和bsearch,它们获取一个指向函数的指针,该函数被调用来比较正在排序的两个项目;这允许您根据希望使用的任何条件分别对任何内容进行排序或搜索。
一个非常基本的例子是,如果有一个名为print(int x,int y)的函数,反过来可能需要调用一个函数(add()或sub(),它们是相同类型的),那么我们将做什么,我们将向print()函数添加一个函数指针参数,如下所示:
#include <stdio.h>
int add()
{
return (100+10);
}
int sub()
{
return (100-10);
}
void print(int x, int y, int (*func)())
{
printf("value is: %d\n", (x+y+(*func)()));
}
int main()
{
int x=100, y=200;
print(x,y,add);
print(x,y,sub);
return 0;
}
输出为:
值为:410值为:390
我最喜欢的函数指针用途之一是迭代器-
#include <stdio.h>
#define MAX_COLORS 256
typedef struct {
char* name;
int red;
int green;
int blue;
} Color;
Color Colors[MAX_COLORS];
void eachColor (void (*fp)(Color *c)) {
int i;
for (i=0; i<MAX_COLORS; i++)
(*fp)(&Colors[i]);
}
void printColor(Color* c) {
if (c->name)
printf("%s = %i,%i,%i\n", c->name, c->red, c->green, c->blue);
}
int main() {
Colors[0].name="red";
Colors[0].red=255;
Colors[1].name="blue";
Colors[1].blue=255;
Colors[2].name="black";
eachColor(printColor);
}
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。