C语言函数指针与回调函数详解
面向编程小白的全面指南 – 用简单语言讲解复杂概念，附代码示例
什么是函数指针？
基本概念
函数指针就是指向函数的指针变量。就像普通指针指向变量一样，函数指针指向函数的入口地址。
为什么需要函数指针？
函数指针让我们能够把函数当作数据来处理，可以实现：
- 动态调用不同的函数
- 将函数作为参数传递
- 创建灵活的回调机制
声明函数指针
函数指针的声明语法：
// 声明指向函数的指针
return_type (*pointer_name)(param_type1, param_type2, …);
return_type (*pointer_name)(param_type1, param_type2, …);
示例：声明函数指针
// 声明一个指向函数的指针，该函数接受两个int参数并返回int
int (*operation_ptr)(int, int);
// 声明一个指向函数的指针，该函数无参数并返回void
void (*callback_ptr)(void);
int (*operation_ptr)(int, int);
// 声明一个指向函数的指针，该函数无参数并返回void
void (*callback_ptr)(void);
使用函数指针
赋值与调用
给函数指针赋值时，只需使用函数名（不带括号）。调用时就像普通函数一样使用。
示例：使用函数指针
// 定义加法函数
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
// 定义减法函数
int subtract(int a, int b) {
return a – b;
}
int main() {
// 声明函数指针
int (*operation)(int, int);
// 指向add函数
operation = &add; // &可选，直接写add也可以
int result = operation(5, 3); // 调用函数指针，返回8
// 指向subtract函数
operation = subtract;
result = operation(5, 3); // 返回2
}
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
// 定义减法函数
int subtract(int a, int b) {
return a – b;
}
int main() {
// 声明函数指针
int (*operation)(int, int);
// 指向add函数
operation = &add; // &可选，直接写add也可以
int result = operation(5, 3); // 调用函数指针，返回8
// 指向subtract函数
operation = subtract;
result = operation(5, 3); // 返回2
}
函数指针作为参数
函数指针可以像普通变量一样传递给其他函数：
// 定义使用函数指针作为参数的函数
void calculate(int x, int y, int (*op)(int, int)) {
int result = op(x, y);
printf(“结果: %d\n”, result);
}
// 调用calculate函数
calculate(10, 5, add); // 输出：结果: 15
calculate(10, 5, subtract); // 输出：结果: 5
void calculate(int x, int y, int (*op)(int, int)) {
int result = op(x, y);
printf(“结果: %d\n”, result);
}
// 调用calculate函数
calculate(10, 5, add); // 输出：结果: 15
calculate(10, 5, subtract); // 输出：结果: 5
什么是回调函数？
基本概念
回调函数是通过函数指针调用的函数。通俗地说，回调函数就是在某个事件发生后被调用的函数。
回调机制
回调通常涉及三个参与者：
- 调用者：发起调用的函数
- 回调函数：被调用的具体实现
- 中间函数：连接调用者和回调函数
回调函数工作流程
// 1. 定义回调函数类型
typedef void (*Callback)(int);
// 2. 中间函数（接收回调函数作为参数）
void process_data(int data, Callback callback) {
// 处理数据…
printf(“处理数据中…\n”);
// 处理完成后调用回调函数
callback(data);
}
// 3. 实际回调函数实现
void my_callback(int result) {
printf(“回调结果: %d\n”, result);
}
int main() {
// 调用中间函数，传入自定义回调
process_data(42, my_callback);
return 0;
}
typedef void (*Callback)(int);
// 2. 中间函数（接收回调函数作为参数）
void process_data(int data, Callback callback) {
// 处理数据…
printf(“处理数据中…\n”);
// 处理完成后调用回调函数
callback(data);
}
// 3. 实际回调函数实现
void my_callback(int result) {
printf(“回调结果: %d\n”, result);
}
int main() {
// 调用中间函数，传入自定义回调
process_data(42, my_callback);
return 0;
}
回调函数的实际应用
1. 事件驱动编程
在GUI、游戏开发中，响应用户操作（点击按钮、键盘输入等）。
// 注册按钮点击回调
register_button_click_callback(BUTTON_ID, &button_click_handler);
// 当按钮被点击时，框架会调用button_click_handler
register_button_click_callback(BUTTON_ID, &button_click_handler);
// 当按钮被点击时，框架会调用button_click_handler
2. 标准库函数qsort
C标准库的快速排序函数使用回调进行元素比较：
// qsort函数原型
void qsort(void *base, size_t nmemb, size_t size,
int (*compar)(const void *, const void *));
// 自定义比较函数
int compare_ints(const void *a, const void *b) {
int int_a = *((int*)a);
int int_b = *((int*)b);
return (int_a > int_b) – (int_a < int_b);
}
// 使用qsort排序
int nums[] = {5, 2, 8, 1, 4};
int size = sizeof(nums)/sizeof(int);
qsort(nums, size, sizeof(int), compare_ints);
void qsort(void *base, size_t nmemb, size_t size,
int (*compar)(const void *, const void *));
// 自定义比较函数
int compare_ints(const void *a, const void *b) {
int int_a = *((int*)a);
int int_b = *((int*)b);
return (int_a > int_b) – (int_a < int_b);
}
// 使用qsort排序
int nums[] = {5, 2, 8, 1, 4};
int size = sizeof(nums)/sizeof(int);
qsort(nums, size, sizeof(int), compare_ints);
3. 异步操作完成通知
在文件I/O、网络请求等异步操作中，操作完成后调用回调函数。
download_file(“http://example.com/file”, &download_complete_callback);
函数指针
- 指向函数内存地址的指针
- 允许动态选择调用哪个函数
- 可以作为参数传递
- 可以存储在数组中
- 语法：
return_type (*ptr)(params)
回调函数
- 通过函数指针调用的函数
- 在特定事件或条件发生时被调用
- 实现”好莱坞原则”（不要调用我们，我们会调用你）
- 提高代码的模块化和重用性
- 常用于库函数和框架中
学习建议
初学者理解函数指针和回调函数时，可以先从简单的数学运算例子开始（如加减乘除），然后尝试实现自己的sort函数，最后学习标准库中的qsort用法。
常见错误
- 函数指针类型声明错误（参数或返回值不匹配）
- 忘记初始化函数指针（野指针导致崩溃）
- 对函数指针进行无效的算术运算（函数指针不是普通数据指针）
- 混淆函数指针和指针函数（
int *func()vsint (*func)()）