函数指针与指针函数的区别

1. 函数指针

首先，它是一个指针，这个指针指向一个函数，或者说这个指针存放着函数的地址

#include <iostream>

// 声明函数
int add(int x, int y);


// 定义函数
int add(int x, int y)
{
    return x + y;
}


int main()
{
    // 将函数指针ptr指向函数add，或者说将函数add的地址赋给函数指针ptr，此时称：指针指向一个函数
    int (*ptr)(int, int) = &add;
    
    // 通过指针ptr，来调用函数，相当于int result = add(7, 8);
    // 通过函数指针ptr来使用函数，函数的返回值与直接调用add函数相同，所以返回值可直接赋值给result
    int result = ptr(7, 8);
    
    // 输出result的值
    std::cout << "result: " << result << std::endl;

    return 0;
}

函数指针的语法：int (*ptr)(int, int)

*ptr必须被括号括起来，否则不是函数指针

 

 

2. 指针函数

首先，它是一个函数，这个函数的返回值是一个指针，即return时，是return一个地址到函数的调用处

#include <iostream>

// 声明指针函数
int *add(int x, int y);


// 定义指针函数
int *add(int x, int y)
{
    /**
     * 单独出现的int(x + y)会执行强制类型转换比如int a = int(x + y)
     * 但在new int(x + y)中，它是初始化语法，两者语义不同
     */

    // 在堆上分配内存
    int *sum = new int(x + y);

    // 返回堆内存地址
    return sum;
}


int main()
{   
    // 将调用add指针函数返回的地址赋给指针变量result
    int *result = add(7, 8); 
    
    // 解引用result指针变量，得到值进行输出
    std::cout << "result: " << *result << std::endl;

    // 必须手动释放内存
    delete result;

    return 0;
}

 

C语言实现：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 声明指针函数
int *add(int x, int y);

// 定义指针函数
int *add(int x, int y)
{
    // 使用malloc在堆上分配内存
    int *sum = (int*)malloc(sizeof(int));

    /**
     * stdout(对应printf)通常是行缓冲的​
     * 意味着当遇到换行符\n或缓冲区满时才会输出内容，如果程序崩溃，未刷新的缓冲区内容可能丢失
     * 
     * stderr(对应fprintf)默认无缓冲​
     * 错误信息会​​立即输出​​，即使程序中途崩溃，也能确保错误信息被及时显示，调试时很有用
     */
    
    // 检查内存分配是否成功
    if (sum == NULL) {
        // 使用fprintf将信息输出到​标准错误流stderr，而不是printf的标准输出流stdout
        fprintf(stderr, "Memory allocation failed\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    
    // 将计算结果存入分配的内存中
    *sum = x + y;
    
    return sum;
}

int main()
{
    // 调用函数获取堆内存地址
    int *result = add(7, 8);
    
    // 输出结果
    printf("result: %d\n", *result);
    
    // 释放堆内存
    free(result);
    
    return 0;
}

 

典型的错误使用方式：

#include <iostream>

// 声明指针函数
int *add(int x, int y);


// 定义指针函数
int *add(int x, int y)
{
    // sum是局部变量，存储在栈上
    int sum = x + y;
    // 将指针ptr指向变量sum，或者说将变量sum的地址赋给ptr
    int *ptr = &sum;
    
    
    /**
     * 函数返回后, sum的内存会被回收，ptr成为悬垂指针
     * 悬垂指针：一个指向了无效的内存地址的指针
     * 由于add函数结束后，sum变量所在的内存空间已经被释放
     * 释放了内存之后，指针还指向原来的地址，这时候那个地址已经被系统回收了
     * 被回收的地址所指向的变量以及变量的值也已经失效了
     * 如果进行访问，就会出现问题
     */
     
    return ptr;
}


int main()
{
    /**
     * 当add()函数执行完毕时，栈帧被销毁，sum的内存被回收
     * 此时result指针指向的是已被释放的内存，
     * 访问*result会导致未定义行为，可能输出错误的值，程序崩溃或输出看似正常但存在隐患
     */
    
    // 调用add指针函数，会返回一个地址，赋给指针变量result
    int *result = add(7, 8); 
    // 解引用result，结果理论上输出15，但实际可能存在错误隐患
    std::cout << "result: " << *result << std::endl;

    return 0;
}