1. 簡介
C語言的指標（Pointer）與函式指標（Function Pointer）是實現高效且靈活程式設計不可或缺的要素。指標可以直接操作記憶體位址，函式指標則能儲存函式的位址，進而實現間接呼叫。本篇文章將從基礎到應用詳細說明指標與函式指標，並介紹相關的安全性議題與實用範例。
2. 指標的基礎
2.1 什麼是指標
指標是一種特殊的變數，用來儲存其他變數在記憶體中的位址。使用指標可以間接存取變數的值，讓程式設計更具彈性。例如，可用於函式間資料共享，或高效處理大型資料結構。
2.2 指標的宣告與用法
宣告指標時，在資料型態前加上星號（*）。範例如下：
int x = 5;
int* p = &x; // 將 x 的位址存入指標 p& 運算子取得變數的位址，* 運算子則存取指標所指向的值。
printf("%d", *p); // 輸出: 5p 指向 x 的位址，使用 *p 可取得 x 的值。
3. 函式指標的基礎
3.1 函式指標的定義與宣告
函式指標是一種用來儲存函式位址的指標，可用於動態呼叫不同函式。宣告時需指定函式的回傳型態與參數型態。
int (*funcPtr)(int);這是指向一個帶有 int 參數並回傳 int 的函式的指標。
3.2 函式指標的使用方式
要透過函式指標呼叫函式，需先將函式位址賦值給指標，然後直接以指標方式呼叫。
int square(int x) {
return x * x;
}
int main() {
int (*funcPtr)(int) = square;
printf("%d", funcPtr(5)); // 輸出: 25
return 0;
}在這個例子中，funcPtr 儲存了 square 函式的位址，並可透過 funcPtr(5) 呼叫該函式。
4. 函式指標的應用範例
4.1 透過函式指標執行函式
函式指標特別適合建立函式陣列，可根據不同情境於執行時選擇要執行的函式，提升程式彈性。
void hello() {
printf("Hello\n");
}
void goodbye() {
printf("Goodbye\n");
}
int main() {
void (*funcs[2])() = {hello, goodbye};
funcs[0](); // 輸出: Hello
funcs[1](); // 輸出: Goodbye
return 0;
}此範例將不同函式存入 funcs 陣列，並可根據需求動態執行。
4.2 回呼函式（Callback Function）
回呼函式是一種在特定事件發生時執行的函式，可動態改變程式部分行為。
void executeCallback(void (*callback)()) {
callback();
}
void onEvent() {
printf("Event occurred!\n");
}
int main() {
executeCallback(onEvent); // 輸出: Event occurred!
return 0;
}透過 executeCallback 函式可動態傳入不同函式並執行。
5. 指標與結構體
5.1 結構體指標的使用方法
使用結構體指標可有效處理大型資料結構。存取結構體指標成員時，請使用「->」運算子。
typedef struct {
int x;
int y;
} Point;
int main() {
Point p = {10, 20};
Point *pPtr = &p;
printf("%d, %d", pPtr->x, pPtr->y); // 輸出: 10, 20
return 0;
}pPtr->x 代表存取 p 結構體的成員 x。
5.2 將結構體指標傳遞給函式
將結構體指標作為參數傳遞給函式，可在函式內操作該結構體的成員。
void updatePoint(Point *p) {
p->x += 10;
p->y += 20;
}
int main() {
Point p = {10, 20};
updatePoint(&p);
printf("%d, %d", p.x, p.y); // 輸出: 20, 40
return 0;
}本範例於 updatePoint 函式中直接修改 Point 結構體成員。
6. 函式指標的優點與注意事項
6.1 優點
使用函式指標可大幅提升程式的擴充性與彈性。例如，可用於實作外掛系統或事件驅動程式設計，動態切換不同函式。透過函式指標陣列，也能將複雜的 switch 敘述簡化成單純的迴圈。
6.2 注意事項
使用函式指標時，需注意以下幾點：
- 型態必須一致：若函式指標型態不正確，可能造成預期外行為。請確認函式原型完全一致。
- 安全風險：呼叫無效的函式指標，可能導致 segmentation fault 等錯誤。請務必初始化指標並在需要時檢查
NULL。 - 間接取值風險：若未確認指標有效性就取值，程式可能當機。
7. 總結
熟悉 C 語言中的指標與函式指標，是實現高效且靈活程式設計的關鍵。透過函式指標，可實作動態函式呼叫、事件驅動設計等進階技巧。請確實理解從基礎到應用的概念，並安全地運用指標於實際開發中。
