在C語法中返回指向函數的指針

Question

在C中的函數指針如何工作的答案之一？ 一個用戶解釋了如何在返回值中使用函數指針。 這是有問題的代碼：

// 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;
}

對我來說，聲明functionFactory函數的方式非常奇怪 - 在我看來，你混淆了返回類型（指向函數的指針）和函數名稱本身（functionFactory）。

例如，當我們編寫一個返回其參數的平方的簡單函數時，我們會編寫類似的東西

int square(int n){
    return n*n;
}

顯然，我們返回的類型在左側，然后我們編寫函數名稱，然后寫入它接受的參數。 所以當我們返回一個指向函數的指針時，為什么我們不寫這樣的東西：

( int (*function)(int, int) ) functionFactory(int n) { ...

這里返回類型（它是一個函數的指針）及其細節（例如我們指向的函數返回以及它作為參數接受的內容）顯然在左邊分開，而functionFactory函數本身的名稱是對。 對我來說，我的版本似乎更合乎邏輯和清晰，為什么我們不這樣寫呢？

Answer 1

這不屬於聲明器語法的工作原理。 在替代方面考慮可能會有所幫助。 這是一種看待它的方法：

T    f   (); // f is a function returning T
     |
     v
T  (*p)  (); // p is a pointer to a function returning T
     |
     v
T  (*q())(); // q is a function returning a pointer to a function returning T

所以我們從函數聲明符f() 。 然后我們用指針(*p)替換f ，給我們聲明符(*p)() 。 最后我們用函數q()替換p ，給我們聲明器(*q())() 。

編輯

閱讀毛茸茸的宣言員時，你可能會聽到人們談論“螺旋規則”。 雖然它更像是指導而非實際規則，但它不符合以下優先規則：

T *a[N];    // a is an array of pointer to T
T (*a)[N];  // a is a pointer to an array of T
T *f();     // f is a function returning T
T (*f)();   // f is a pointer to a function returning T

postfix []和()運算符的優先級高於一元* ，因此在聲明指向數組或函數的指針時需要括號。 所以當我們讀T (*q())(); ，我們從最左邊的標識符q和“螺旋”向外開始：

    +-----------+
    | +-------+ |
    | | +---+ | |         
    | | |   | | |
    T ( * q ()) ()
      | | | | | |
      | | +-+ | |
      | +-----+ |    
      +---------+

一點一點地打破它：

    q        -- q is a
    q()      -- function returning
   *q()      -- pointer to
  (*q())()   -- function returning
T (*q())();  -- T

您不能聲明函數類型的數組，也不能聲明函數返回數組類型：

T a[N]();    // NOT ALLOWED 
T f()[N];    // NOT ALLOWED 

因此，在函數和數組類型的任意組合中，將始終涉及指針，因此螺旋規則成立。

Answer 2

下面的代碼聲明一個名為func的變量，它是一個指向函數的指針，該函數返回一個int並將兩個int作為參數：

int (*func)(int, int);

此語法模仿了在C中聲明函數的語法：

int func(int, int);

看看有多相似？ 事實上，C中的函數就像指向函數的變量一樣，例如，請參閱此示例：

int funcA(int a, int b) { ... }
int (*funcB)(int, int) = funcA;

如果你調用funcA(a,b)或funcB(a,b) ，它在其余代碼中不起作用，是嗎？ 所以即使funcB是一個變量而funcA是一個函數，事實是，在內存中有一個函數，而funcA和funcB都是指向函數代碼地址的指針。

如果你想funcA ， funcA是一個常量， funcB是一個變量，所以調用funcA的編譯器輸出將不同於funcB ; 在一種情況下，它是直接調用，在一種情況下是間接調用，因為funcB的目的地可以隨時間改變。 這也是星號所說的，“我不是一個函數，我是一個函數的指針”。

重要的是要注意，在C中，星號總是在變量名旁邊，以標記一個指針變量，那么你想怎么寫它呢？ 像這樣？

// Careful! Wrong!
int (int, int) *func;

這看起來更具可讀性嗎？ 或者也許那樣？

// Careful! Wrong!
int ()(int, int) *func;

這種語法也不是很清楚，它也不能模仿任何其他現有的C語法。 如果你使用函數指針工作很多，傳遞它們並將它們存儲在變量中，你應該為函數指針聲明一個自己的類型：

#include  <stdio.h>

int sum ( int a, int b ) {
    return (a + b);
}

typedef int (* MathFuncType)(int, int);

MathFuncType getSumFunc ( ) {
    return &sum;
}

int main(void) {
    MathFuncType func = getSumFunc();
    printf("%d\n", func(3, 8));
    return 0;
}

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