在 C 语法中返回指向函数的指针答案

【问题标题】：Returning a pointer to a function in C syntax在 C 语法中返回指向函数的指针
【发布时间】：2016-11-10 23:31:01
【问题描述】：

在How do function pointers in C work? 的答案之一中，一位用户解释了如何在返回值中使用函数指针。这是有问题的代码：

// 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;
}

对我来说，你声明 functionFactory 函数的方式很奇怪——在我看来你混淆了返回类型（指向函数的指针）和函数名本身（functionFactory）。

例如，当我们编写一个返回其参数平方的简单函数时，我们会编写类似

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

很明显，我们返回的类型在左边，然后我们写函数名，然后它接受什么参数。所以当我们返回一个指向函数的指针时，我们为什么不写这样的东西：

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

这里的返回类型（它是一个函数的指针）和它的细节（例如我们指向的函数返回什么以及它接受什么作为参数）在左边清楚地分开并且functionFactory函数本身的名称是在右边。对我来说，我的版本似乎更合乎逻辑和清晰，我们为什么不这样写呢？

【问题讨论】：

C 对声明符使用中缀表示法。这是根据“声明遵循使用”的原则。我们以a[5] 访问数组，因此它被声明为int a[5];，而不是int[5] a;。函数类型也是如此。
int (*function)(int, int) functionFactory(int n) { ... "这里是返回类型（这是一个指向函数的指针）" - 如果不是返回类型，那么该行中的第一个 int 是什么?
您当然可以为这些函数指针声明 typedef，然后使用这些 typedef 的函数声明看起来更“正常”。

标签： c pointers syntax

【解决方案1】：

这不符合声明符语法的工作方式。从替代的角度考虑可能会有所帮助。这是一种查看方式：

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

所以我们从函数声明符f() 开始。然后我们用指针(*p) 替换f，得到声明符(*p)()。最后我们用函数q()替换p，给我们声明符(*q())()。

编辑

在阅读毛茸茸的声明符时，您可能会听到人们谈论“螺旋规则”。虽然它更像是一个指导而不是实际规则，但它不属于以下优先规则：

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

后缀[] 和() 运算符的优先级高于一元*，因此在声明指向数组或函数的指针时需要括号。所以当我们读到T (*q())();时，我们从最左边的标识符q开始，向外“螺旋”：

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

逐段分解：

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

您不能声明函数类型的数组，也不能声明返回数组类型的函数：

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

所以在函数和数组类型的任何组合中，总是会涉及到一个指针，所以螺旋规则成立。

【讨论】：

【解决方案2】：

以下代码将名为 func 的变量声明为指向返回 int 并将两个 ints 作为参数的函数的指针：

int (*func)(int, int);

这种语法模仿了在 C 中声明函数的语法：

int func(int, int);

看看这有多相似？实际上，C 中的函数就像指向函数的变量，例如请参阅此示例：

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

如果您调用funcA(a,b) 或funcB(a,b)，它在其余代码中不起作用，是吗？所以即使funcB是一个变量，funcA是一个函数，但事实上，内存中的某处有一个函数，funcA和funcB都是指向函数代码地址的指针。

如果你想挑剔，funcA 是一个常量，funcB 是一个变量，所以调用funcA 的编译器输出将不同于funcB；在一种情况下，它是直接调用，在一种情况下是间接调用，因为funcB 的目的地会随着时间而改变。这也是星号所说的，“我不是函数，我是指向函数的指针”。

请务必注意，在 C 语言中，星号始终位于变量名旁边，以标记指针变量，那么您还想怎么写呢？像这样？

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

这对您来说看起来更具可读性吗？或者可能是这样？

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

这种语法也不是很清楚，也没有模仿任何其他现有的 C 语法。如果你经常使用函数指针，传递它们并将它们存储在变量中，你应该为你的函数指针声明一个自己的类型：

#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;
}

http://rextester.com/GEKR20461

【讨论】：