函數指針在嵌入式開發(fā)中有著廣泛的應用，它讓代碼更加靈活，減少冗余，提高可擴展性。很多時候，我們需要根據不同的情況動態(tài)調用不同的函數，而函數指針正是實現這一需求的重要工具。本文將介紹六個常見的函數指針應用場景，并結合示例代碼進行講解。

01、回調函數：解耦代碼，提高靈活性

回調函數是嵌入式開發(fā)中最常見的函數指針應用場景之一。它允許我們在函數執(zhí)行過程中，動態(tài)調用用戶定義的函數，從而提高代碼的靈活性。

示例：事件觸發(fā)時執(zhí)行回調函數

#include

void handle_event(int event_type, void (*callback)(void)) {

printf("Event %d occurred\n", event_type);

if (callback) {

callback();

}

}

void callback_function() {

printf("Callback function executed!\n");

}

int main() {

handle_event(1, callback_function); // 觸發(fā)事件1，執(zhí)行回調函數

handle_event(2, NULL); // 觸發(fā)事件2，但沒有回調函數

return 0;

}

在這個例子中，handle_event函數會在事件觸發(fā)時調用callback_function，如果沒有注冊回調函數，就不會執(zhí)行額外操作。

02、函數參數化：讓代碼更加通用有時，我們希望讓一個函數的行為可變，而不是寫死某種邏輯。通過函數指針，我們可以在調用函數時動態(tài)指定不同的處理邏輯，從而提高代碼的復用性。

示例：對數組元素執(zhí)行不同的操作

#include

void process_array(int *array, size_t size, int (*process)(int)) {

for (size_t i = 0; i < size; i++) {

array[i] = process(array[i]);

}

}

int increment(int n) { return n + 1; }

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

int main() {

int array[] = {1, 2, 3, 4, 5};

size_t size = sizeof(array) / sizeof(int);

process_array(array, size, increment); // 對數組執(zhí)行加1操作

process_array(array, size, square); // 對數組執(zhí)行平方操作

for (size_t i = 0; i < size; i++) {

printf("%d ", array[i]);

}

printf("\n");

return 0;

}

通過process_array函數，我們可以選擇對數組執(zhí)行increment或square處理，而不需要寫兩個不同的函數。

03、排序算法：自定義比較規(guī)則

排序是函數指針的典型應用場景，qsort 之所以強大，就在于它可以接收不同的比較函數，從而支持各種排序需求。

示例：升序和降序排序

#include

#include

int compare_asc(const void *a, const void *b) {

return (*(int*)a - *(int*)b);

}

int compare_desc(const void *a, const void *b) {

return (*(int*)b - *(int*)a);

}

void print_array(int *array, size_t size) {

for (size_t i = 0; i < size; i++) {

printf("%d ", array[i]);

}

printf("\n");

}

int main() {

int array[] = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6};

size_t size = sizeof(array) / sizeof(int);

qsort(array, size, sizeof(int), compare_asc);

print_array(array, size);

qsort(array, size, sizeof(int), compare_desc);

print_array(array, size);

return 0;

}

這里通過compare_asc和compare_desc，qsort可以根據傳入的函數指針進行升序或降序排序。

04、函數指針數組：高效選擇不同操作
當我們需要根據不同的輸入執(zhí)行不同的函數時，函數指針數組可以讓代碼更加緊湊、可維護。

示例：使用函數指針數組實現基本計算

#include

void add(int a, int b) { printf("%d + %d = %d\n", a, b, a + b); }

void subtract(int a, int b) { printf("%d - %d = %d\n", a, b, a - b); }

void multiply(int a, int b) { printf("%d * %d = %d\n", a, b, a * b); }

void divide(int a, int b) {

if (b != 0) printf("%d / %d = %d\n", a, b, a / b);

else printf("Cannot divide by zero\n");

}

int main() {

void (*operations[])(int, int) = {add, subtract, multiply, divide};

int a = 10, b = 5;

for (int i = 0; i < 4; i++) {

operations[i](a, b);

}

return 0;

}

這種方法可以避免冗長的switch-case語句，讓代碼更加整潔。

05、回溯法：靈活控制遞歸流程

在回溯算法中，我們經常需要在不同的狀態(tài)下執(zhí)行不同的操作，函數指針可以幫助我們做到這一點。

示例：使用回溯法求數組全排列

#include

void swap(int *a, int *b) {

int tmp = *a;

*a = *b;

*b = tmp;

}

void permute(int *nums, size_t len, size_t depth, void (*callback)(const int *, size_t)) {

if (depth == len) {

callback(nums, len);

return;

}

for (size_t i = depth; i < len; i++) {

swap(&nums[depth], &nums[i]);

permute(nums, len, depth + 1, callback);

swap(&nums[depth], &nums[i]);

}

}

void print_permutation(const int *arr, size_t len) {

for (size_t i = 0; i < len; i++) {

printf("%d ", arr[i]);

}

printf("\n");

}

int main() {

int nums[] = {1, 2, 3};

permute(nums, 3, 0, print_permutation);

return 0;

}

這里的permute通過函數指針callback來決定如何處理排列結果。

06、多態(tài)：模擬面向對象編程

在C語言中，我們可以通過函數指針模擬面向對象的多態(tài)特性。

示例：實現“類”的行為

#include

typedef struct {

void (*draw)(void);

} Shape;

void draw_circle() { printf("Drawing a circle\n"); }

void draw_rectangle() { printf("Drawing a rectangle\n"); }

int main() {

Shape circle = {draw_circle};

Shape rectangle = {draw_rectangle};

circle.draw();

rectangle.draw();

return 0;

}

這種方式讓Shape結構體可以在不修改代碼的情況下支持新的圖形類型。

函數指針是C語言中的強大工具，在嵌入式開發(fā)中尤為常見。通過回調函數、參數化函數、排序算法、函數指針數組、回溯法和多態(tài)，我們可以讓代碼更加靈活、結構更加清晰。掌握這些用法，能讓你寫出更加高效和可擴展的嵌入式代碼。