函数指针数组
函数指针数组是指一个数组，其中的每个元素都是一个函数指针。这种数组可以用于实现一个分派表，根据输入参数的不同，动态地调用不同的函数。以下是一个示例：
#include <stdio.h>
void add(int a, int b)
{
printf("%d + %d = %d\n", a, b, a + b);
}
void subtract(int a, int b)
{
printf("%d - %d = %d\n", a, b, a - b);
}
void multiply(int a, int b)
{
printf("%d * %d = %d\n", a, b, a * b);
}
void divide(int a, int b)
{
if (b == 0)
{
printf("cannot divide by zero\n");
}
else
{
printf("%d / %d = %d\n", a, b, a / b);
}
}
typedef void (*operation_func_t)(int, int);
int main()
{
operation_func_t operations[] = {add, subtract, multiply, divide};
size_t num_operations = sizeof(operations) / sizeof(operation_func_t);
int a = 10, b = 5;
for (size_t i = 0; i < num_operations;i++)
{
operations[i](a,b);
}
return 0;
}
在上面的代码中，我们定义了四个函数 add、subtract、multiply 和 divide，分别对两个整数进行加、减、乘和除操作。
然后，我们定义了一个函数指针类型 operation_func_t，它指向一个接受两个整型参数并没有返回值的函数。
接着，我们定义了一个函数指针数组 operations，其中的每个元素都是一个 operation_func_t 类型的函数指针，分别指向 add、subtract、multiply 和 divide 函数。
在 main 函数中，我们使用 for 循环遍历 operations 数组，并依次调用每个函数指针所指向的函数。在每次调用函数之前，我们可以根据需要设置 a 和 b 的值。这样，我们就可以动态地选择要执行的操作。
函数指针与回溯法
回溯法是一种求解一些组合优化问题的算法，它通常使用递归来实现。函数指针可以用于实现回溯法算法的一些关键部分。
以下是一个使用回溯法来计算排列的示例：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef void (*callback_func_t)(const int *, size_t);
void swap(int *a, int *b)
{
int tmp = *a;
*a = *b;
*b = tmp;
}
void permute(int *nums, size_t len, size_t depth, callback_func_t callback) {
if (depth == len)
{
callback(nums, len);
return;
}
for (size_t i = depth; i < len; i++)
{
swap(&nums[depth], &nums[i]);
permute(nums, len, depth + 1, callback);
swap(&nums[depth], &nums[i]);
}
}
void print_array(const int *arr, size_t len)
{
for (size_t i = 0; i < len; i++)
{
printf("%d ", arr[i]); }
printf("\n");
}
}
int main()
{
int nums[] = {1, 2, 3};
permute(nums, sizeof(nums) / sizeof(int), 0, print_array);
return 0;
}
在上面的代码中，我们定义了一个函数 permute，用于计算给定数组的排列。
在 permute 函数中，我们使用递归来生成所有可能的排列，并使用函数指针 callback 来指定每当我们生成一个排列时应该调用的函数。
在本例中，我们将 print_array 函数作为回调函数传递给了 permute 函数。这意味着每当 permute 函数生成一个排列时，它都会调用 print_array 函数来打印这个排列。
在 main 函数中，我们定义了一个包含三个整数的数组 nums，并使用 permute 函数来计算这个数组的所有排列。在每次生成一个排列时，permute 函数都会调用 print_array 函数来打印这个排列。
函数指针与多态
多态是面向对象编程中的一个重要概念，它允许我们在不知道对象类型的情况下调用相应的函数。虽然 C 语言不是面向对象编程语言，但我们仍然可以使用函数指针来实现多态。
以下是一个使用函数指针实现多态的示例：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct shape
{
void (*draw)(struct shape *);
} shape_t;
typedef struct circle
{
shape_t shape;
int x;
int y;
int r;
} circle_t;
typedef struct rectangle
{
shape_t shape;
int x;
int y;
int w;
int h;
} rectangle_t;
void circle_draw(shape_t *shape)
{
circle_t *circle = (circle_t *)shape;
printf("Drawing a circle at (%d, %d) with radius %d.\n", circle->x, circle->y, circle->r);
}
void rectangle_draw(shape_t *shape)
{
rectangle_t *rectangle = (rectangle_t *)shape;
printf("Drawing a rectangle at (%d, %d) with width %d and height %d.\n", rectangle->x, rectangle->y, rectangle->w, rectangle->h);
}
int main()
{
circle_t circle =
{
.shape = {circle_draw},
.x = 10,
.y = 20,
.r = 5,
};
rectangle_t rectangle =
{
.shape = {rectangle_draw},
.x = 30,
.y = 40,
.w = 15,
.h = 20,
};
shape_t *shapes[] = {(shape_t *)&circle, (shape_t *)&rectangle};
for (size_t i = 0; i < sizeof(shapes) / sizeof(shape_t *); i++)
{
shapes[i]->draw(shapes[i]);
}
return 0;
}
在上面的代码中，我们定义了一个 shape 结构体，它有一个函数指针 draw，用于绘制该形状。
我们还定义了两个形状：circle 和 rectangle，它们分别包含它们自己的属性和一个指向 shape 结构体的指针。每个形状都定义了自己的 draw 函数，用于绘制该形状。
在 main 函数中，我们定义了一个 shape_t 类型的数组，其中包含一个 circle 和一个 rectangle。我们使用一个循环来遍历这个数组，并使用每个形状的 draw 函数来绘制该形状。
注意，尽管 shapes 数组中的元素类型为 shape_t *，但我们仍然可以调用每个元素的 draw 函数，因为 circle 和 rectangle 都是从 shape_t 派生出来的，它们都包含一个 draw 函数指针。
这个例子演示了如何使用函数指针来实现多态。尽管 C 语言不支持面向对象编程，但我们可以使用结构体和函数指针来实现类似的概念。
总结
函数指针是一种强大的工具，可以用于实现许多不同的编程模式和算法。
在本文中，我们介绍了函数指针的基本概念和语法，并提供了一些高级应用场景的代码示例，包括回调函数、函数指针数组、函数指针作为参数、函数指针与递归、函数指针与多态等。
使用函数指针可以帮助我们编写更加灵活和通用的代码，并提高代码的可重用性和可扩展性。 |
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