函數指針數組：定義、用法和優點

一、函數指針數組定義

函數指針數組其實就是一個數組，裡面的每一個元素都是一個指針，而這個指針指向的是一個函數的地址。

int (* func_ptr_arr[])(int, int);

上面的代碼定義了一個函數指針數組，數組的每一個元素都是一個指向兩個int參數的函數指針。

二、函數指針數組怎麼定義

函數指針數組的定義格式如下：

返回值類型 (* 數組名[數組長度])(參數列表);

其中，返回值類型是函數的返回值類型，數組名是你自己定義的數組名稱，在 [] 中指定數組長度，參數列表是函數的參數類型列表。

三、函數指針數組用法

函數指針數組最主要的用途在於可以使用函數指針數組來調用不同的函數。

#include <stdio.h>

int add(int a, int b){ return a + b; }
int sub(int a, int b){ return a - b; }
int mul(int a, int b){ return a * b; }

int main(){
    int (* func_ptr_arr[])(int, int) = {add, sub, mul};
    int a = 10, b = 5;

    int result = func_ptr_arr[0](a, b);
    printf("add: %d\n", result);
    result = func_ptr_arr[1](a, b);
    printf("sub: %d\n", result);
    result = func_ptr_arr[2](a, b);
    printf("mul: %d\n", result);

    return 0;
}

上面的代碼演示了如何定義一個函數指針數組，然後使用這個數組來調用三個不同的函數，並輸出結果。在這個例子中，函數指針數組可以很方便地切換函數的調用。

四、函數指針數組實例

函數指針數組可以應用於很多不同的場景，比如在數據結構中，可以使用函數指針數組來實現多態。

#include <stdio.h>

typedef struct{
    void (* show)(void *);
    void (* update)(void *, int);
    void * data;
}Shape;

void show_shape(Shape * sp){
    sp->show(sp->data);
}

void update_shape(Shape * sp, int val){
    sp->update(sp->data, val);
}

typedef struct{
    int width;
    int height;
}Rect;

void show_rect(void * ptr){
    Rect * rp = (Rect *)ptr;
    printf("Rect: %d, %d\n", rp->width, rp->height);
}

void update_rect(void * ptr, int val){
    Rect * rp = (Rect *)ptr;
    rp->width += val;
    rp->height += val;
}

typedef struct{
    int radius;
}Circle;

void show_circle(void * ptr){
    Circle * cp = (Circle *)ptr;
    printf("Circle: %d\n", cp->radius);
}

void update_circle(void * ptr, int val){
    Circle * cp = (Circle *)ptr;
    cp->radius += val;
}

int main(){
    Rect rect = {10, 20};
    Circle circle = {5};
    
    Shape shapes[] = {
        {show_rect, update_rect, &rect},
        {show_circle, update_circle, &circle}
    };
    
    for(int i=0; i<2; i++){
        show_shape(&shapes[i]);
        update_shape(&shapes[i], 5);
        show_shape(&shapes[i]);
    }
    
    return 0;
}

上面的代碼演示了如何使用函數指針數組來定義Shape這個數據結構，並在其中存儲Rect和Circle兩種圖形類型。通過定義不同的函數指針來實現show和update的多態效果。

五、函數指針數組問題

雖然函數指針數組有很多優點，但是也存在一些問題。最常見的問題就是函數指針數組容易出現數組溢出、空指針等問題，需要特別注意指針的判斷。

六、函數指針參數

函數指針也可以作為函數參數進行傳遞。

#include <stdio.h>

void print_numbers(int * arr, int len){
    for(int i=0; i<len; i++){
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}

void process_numbers(int * arr, int len, int (* process)(int)){
    for(int i=0; i<len; i++){
        arr[i] = process(arr[i]);
    }
}

int add_five(int num){ return num + 5; }
int subtract_one(int num){ return num - 1; }

int main(){
    int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    print_numbers(arr, len);
    process_numbers(arr, len, add_five);
    print_numbers(arr, len);
    process_numbers(arr, len, subtract_one);
    print_numbers(arr, len);

    return 0;
}

上面的代碼演示了如何定義process_numbers函數，並在其中傳入一個函數指針作為處理函數進行數值處理。

七、函數指針數組的優點

函數指針數組的最大優點在於可以實現函數的動態調用。

比如，在開發一個多線程網絡程序時，可能需要在不同的線程中使用不同的函數進行處理，這個時候就可以使用函數指針數組來實現程序的靈活處理。

此外，使用函數指針數組還可以減少程序中的重複代碼，使程序更加簡潔和易讀。

八、函數指針數組性能和速度

函數指針數組的性能和速度與普通函數調用相比稍微慢一些，但是這種差距很小，在實際使用中影響不大。

九、函數指針數組如何使用

要使用函數指針數組，首先需要明確要調用的函數類型和參數類型，然後定義一個指針數組，將函數指針存儲在其中，通過數組下標來實現函數調用。

需要注意內存分配和指針判斷等問題，避免出現數組溢出等風險。