读取函数指针变量值

Question

我对读取函数指针变量的值有些困惑。

#include <stdio.h>

char* cat_sound()
{
    return "meow";
}

char* dog_sound()
{
    return "hav";
}

typedef char* (*fptr_sound)(void);


typedef struct 
{
    int age;
    fptr_sound sound;
}creature_t;


int main()
{
    creature_t cat, dog;
    cat.sound = cat_sound;
    dog.sound = dog_sound;

    printf("cat.sound()= %s, dog.sound()= %s\n", cat.sound(), dog.sound());
    printf("cat.sound= %s, dog.sound= %s\n", cat.sound, dog.sound);
    printf("*cat.sound= %s, *dog.sound= %s\n", *cat.sound, *dog.sound);
    printf("*cat.sound()= %c, *dog.sound()= %c\n", *cat.sound(), *dog.sound());

    printf("value of cat.sound= %x, dog.sound= %x\n", cat.sound, dog.sound);
    printf("value of *cat.sound= %x, *dog.sound= %x\n", *cat.sound, *dog.sound);
    printf("value of cat.sound()= %x, dog.sound()= %x\n", cat.sound(), dog.sound());
    printf("value of *cat.sound()= %x, *dog.sound()= %x\n", *cat.sound(), *dog.sound());

    return 0;
}


cat.sound()= meow, dog.sound()= hav
cat.sound= U▒▒]▒U▒▒]▒U▒▒S▒▒▒▒ ▒D$▒D$&▒D$▒ЉËD$▒Љ\▒D$▒$▒▒▒▒▒T$▒D$▒T▒D$▒$▒x▒▒▒▒T$▒D$▒T▒D$▒$<▒\▒▒▒▒D$▒▒▒, dog.sound= U▒▒]▒U▒▒S▒▒▒▒ ▒D$▒D$&▒D$▒ЉËD$▒Љ\▒D$▒$▒▒▒▒▒T$▒D$▒T▒D$▒$▒x▒▒▒▒T$▒D$▒T▒D$▒$<▒\▒▒▒▒D$▒▒▒
*cat.sound= U▒▒]▒U▒▒]▒U▒▒S▒▒▒▒ ▒D$▒D$&▒D$▒ЉËD$▒Љ\▒D$▒$▒▒▒▒▒T$▒D$▒T▒D$▒$▒x▒▒▒▒T$▒D$▒T▒D$▒$<▒\▒▒▒▒D$▒▒▒, *dog.sound= U▒▒]▒U▒▒S▒▒▒▒ ▒D$▒D$&▒D$▒ЉËD$▒Љ\▒D$▒$▒▒▒▒▒T$▒D$▒T▒D$▒$▒x▒▒▒▒T$▒D$▒T▒D$▒$<▒\▒▒▒▒D$▒▒▒
*cat.sound()= m, *dog.sound()= h
value of cat.sound= 804841c, dog.sound= 8048426
value of *cat.sound= 804841c, *dog.sound= 8048426
value of cat.sound()= 80485f0, dog.sound()= 80485f5
value of *cat.sound()= 6d, *dog.sound()= 68

如下所示，cat.sound保存cat_sound函数的地址。那么为什么*cat.sound会返回相同的值呢？(如果与指向整数的指针进行比较，则取消引用将返回它所指向的值，而不是值本身。)

为什么cat.sound()指向函数返回的值，而不是函数地址本身？

08048430 <main>:
 8048430:       55                      push   ebp
 8048431:       89 e5                   mov    ebp,esp
 8048433:       53                      push   ebx
 8048434:       83 e4 f0                and    esp,0xfffffff0
 8048437:       83 ec 20                sub    esp,0x20
 804843a:       c7 44 24 1c 1c 84 04    mov    DWORD PTR [esp+0x1c],0x804841c





0804841c <cat_sound>:
 804841c:       55                      push   ebp
 804841d:       89 e5                   mov    ebp,esp
 804841f:       b8 f0 85 04 08          mov    eax,0x80485f0
 8048424:       5d                      pop    ebp
 8048425:       c3                      ret





08048426 <dog_sound>:
 8048426:       55                      push   ebp
 8048427:       89 e5                   mov    ebp,esp
 8048429:       b8 f5 85 04 08          mov    eax,0x80485f5
 804842e:       5d                      pop    ebp
 804842f:       c3                      ret

Answer 1

cat.sound()调用cat.sound指向的函数并返回其返回值，返回值是一个指向字符串文字"meow"开头的char*指针。使用%s打印它很好，并且会得到预期的结果meow。使用%x打印它提供了文字或未定义行为的地址的实现定义的表示形式。最好使用%p，这将消除未定义行为的可能性。

*cat.sound()解除对字符串文字"meow"的第一个字符的引用，因此给出了字符'm'，%c将直接打印该字符，而%x将格式化为其十六进制(ascii)表示形式并打印它。

cat.sound是指向函数的指针，使用%s打印它是未定义的行为。实际上，正如您的输出所表明的那样，编译器选择打印位于指针地址的函数的目标代码，直到它遇到空字节。

*cat.sound与cat.sound相同。应用于函数指针的*实际上不会做任何事情。它产生一个函数指示符，然后你使用它的方式再次衰减为一个函数指针。这是与非函数指针不同的行为。同样，使用%s打印它也是未定义的行为。

使用%x打印函数指针也是未定义的行为，有关如何合法打印函数指针的信息，请参阅this question。

Answer 2

与数组类似，函数指示器会自动转换为指向其函数的指针。C 2018 6.3.2.1 4表示：

函数指示符是具有函数类型的表达式。除非是sizeof运算符的操作数，或者是一元&运算符，否则类型为“函数返回类型”的函数指示符将被转换为类型为“指向函数返回类型的指针”的表达式。

因此，编译器会自动将cat_sound (作为函数名指定函数)转换为&cat_sound。

此外，由于cat.sound是指向函数的指针，因此*cat.sound指定该函数。但是，因为它是一个函数指示符，所以它会自动转换为指向函数的指针，生成与cat.sound相同的&*cat.sound，它只是函数的地址。

cat.sound()是指向函数返回的数据的指针，因为圆括号()会导致调用函数，而结果是函数返回的指针。