作为结构成员的函数指针在 C 中有何用处？

Question

我对 C 编程并不陌生。但我不明白为什么在 C 中将函数指针保留为结构成员很有用。示例：

    // Fist Way: To keep pointer to function in struct
    struct newtype{
        int a;
        char c;
        int (*f)(struct newtype*);
    } var;
    int fun(struct newtype* v){
        return v->a;
    }
    
    // Second way: Simple
    struct newtype2{
        int a;
        char c;
    } var2;
    int fun2(struct newtype2* v){
        return v->a;
    }
            
    int main(){
    
        // Fist: Require two steps
        var.f=fun;
        var.f(&var);
        
        //Second : simple to call
        fun2(&var2);    
    }

程序员是否使用它来为他们的 C 代码提供面向对象 (OO) 的形状并提供抽象对象，或者只是让代码看起来技术性强？

我认为在上面的代码中，第二种方式更加温和，也非常简单。在第一种方式中，我们仍然必须传递

&var

，即使

fun()

是结构体的成员。

如果将函数指针保留在结构体定义中是好的，请解释原因。

Answer 1

提供结构体上函数的指针可以让您动态选择对结构体执行哪个函数。

struct newtype{
    int a;
    int b;
    char c;
    int (*f)(struct newtype*);
} var;


int fun1(struct newtype* v){
        return v->a;
    }

int fun2(struct newtype* v){
        return v->b;
    }

void usevar(struct newtype* v) {
   // at this step, you have no idea of which function will be called
   var.f(&var);
}

int main(){
        if (/* some test to define what function you want)*/) 
          var.f=fun1;
        else
          var.f=fun2;
        usevar(var);
    }

这使您能够拥有单个调用接口，但根据您的测试是否有效来调用两个不同的函数。

Answer 2

如果您尝试进行某种“基于对象”的编程，它很有用。

如果您看过 Quake 3 引擎的源代码..您可以清楚地看到大多数“实体”都有定义它们的属性以及它们所做的工作[即函数指针]。

分离属性和函数（通过 C 中的函数指针）定义了“结构”对象的属性和它们可以执行的操作。

例如：

struct _man{
   char name[];
   int age;
   void (*speak)(char *text);
   void (*eat)(Food *foodptr);
   void (*sleep)(int hours); 
   /*etc*/
};

void grijesh_speak(char *text)
{
   //speak;
}

void grijesh_eat(Food *food)
{
   //eat
}

void grijesh_sleep(int hours)
{
   //sleep
}

void init_struct(struct _man *man)
{
    if(man == NULL){ man = malloc(sizeof(struct _man));}
      strcpy(*man.name,"Grijesh");
      man->age = 25;
      man->speak = grijesh_speak;
      man->eat = grijesh_food;
      man->sleep = grijesh_sleep;
//etc
}

//so now in main.. i can tell you to either speak, or eat or sleep.

int main(int argc, char *argv[])
{
    struct _man grijesh;
    init_struct(&grijesh);
    grijesh.speak("Babble Dabble");
    grijesh.sleep(10);
    return 0;
}

Answer 3

我过去曾使用它在 C 中实现通用容器¹。

例如：

typedef struct generic_list_node {
  void *data;
  struct generic_list_node *next;
} generic_list_node_t;

typedef struct generic_list {
  generic_list_node_t *head;
  void *(*copy)(void *data);                 
  void (*delete)(void *data);                
  int (*compare)(void *lhs, void *rhs);      
  void (*display)(void *data, FILE *stream);
} generic_list_t;

---

列表结构本身与数据无关，使用

void *

来表示数据项，并将所有类型感知操作委托给上面指针指示的函数：

int insert(generic_list_t l, void *data)
{
  generic_list_node_t *cur = l.head;
  generic_list_node_t *new = malloc(sizeof *new);
  if (new)
  {
    new->data = l.copy(data);
    new->next = NULL;

    if (l.head == NULL)
    {
      l.head = new;
    }
    else
    {
      while (cur->next && l.compare(new->data, cur->data) > 0)
        cur = cur->next;
      new->next = cur->next;
      cur->next = new;
      printf("Successfully added ");
      l.display(data, stdout);
      printf(" to list\n");

    }
    return 1;
  }

  return 0;
}

^{1。对于“通用”和“容器”的适当宽松的定义}

Answer 4

这在嵌入式系统或驱动程序编写中特别有用。 使用函数指针调用函数。

例如

struct_my_filesystem.open=my_open;
struct_my_filesystem.read=my_read;

等等

Answer 5

有时在 C 中，您需要调用一个函数，而不预先知道它的实现。例如。如果您正在开发用于不同项目的独立库。在这种情况下，将函数指针添加到上下文结构并将其传递给库函数是非常有意义的。然后，库函数可以在运行时调用您的函数，而无需包含定义它的头文件。

这确实与您进行面向对象编程时所做的类似。在 C 中，您通常传递上下文变量，例如一个结构体，将一组变量和可能对该上下文有意义的函数组合在一起。这与 OO 编程中的等价物很接近，您实例化一个类并在实例上设置所需的变量。

Answer 6

这是一个帮助解释函数指针有用性的项目。尝试创建一个基于 C 的库，提供继承和多态性。或者，尝试重新创建“C with Classes”。结构内部的函数指针至关重要。 http://www.cs.rit.edu/~ats/books/ooc.pdf