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Inhaltsverzeichnis
Vorwort
Vorwort des Gutachters
1 Einstieg in C
2 Das erste Programm
3 Grundlagen
4 Formatierte Ein-/Ausgabe mit »scanf()« und »printf()«
5 Basisdatentypen
6 Operatoren
7 Typumwandlung
8 Kontrollstrukturen
9 Funktionen
10 Präprozessor-Direktiven
11 Arrays
12 Zeiger (Pointer)
13 Kommandozeilenargumente
14 Dynamische Speicherverwaltung
15 Strukturen
16 Ein-/Ausgabe-Funktionen
17 Attribute von Dateien und das Arbeiten mit Verzeichnissen (nicht ANSI C)
18 Arbeiten mit variabel langen Argumentlisten – <stdarg.h>
19 Zeitroutinen
20 Weitere Headerdateien und ihre Funktionen (ANSI C)
21 Dynamische Datenstrukturen
22 Algorithmen
23 CGI mit C
24 MySQL und C
25 Netzwerkprogrammierung und Cross–Plattform-Entwicklung
26 Paralleles Rechnen
27 Sicheres Programmieren
28 Wie geht’s jetzt weiter?
A Operatoren
B Die C-Standard-Bibliothek
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C von A bis Z von Jürgen Wolf
Das umfassende Handbuch
Buch: C von A bis Z

C von A bis Z
3., aktualisierte und erweiterte Auflage, geb., mit CD und Referenzkarte
1.190 S., 39,90 Euro
Rheinwerk Computing
ISBN 978-3-8362-1411-7
Pfeil 12 Zeiger (Pointer)
Pfeil 12.1 Zeiger deklarieren
Pfeil 12.2 Zeiger initialisieren
Pfeil 12.2.1 Speichergröße von Zeigern
Pfeil 12.3 Zeigerarithmetik
Pfeil 12.4 Zeiger, die auf andere Zeiger verweisen
Pfeil 12.4.1 Subtraktion zweier Zeiger
Pfeil 12.5 Typensicherung bei der Dereferenzierung
Pfeil 12.6 Zeiger als Funktionsparameter (call–by–reference)
Pfeil 12.6.1 Zeiger als Rückgabewert
Pfeil 12.7 Array und Zeiger
Pfeil 12.8 Zeiger auf Strings
Pfeil 12.8.1 Zeiger auf konstante Objekte (Read-only-Zeiger)
Pfeil 12.9 Zeiger auf Zeiger und Stringtabellen
Pfeil 12.9.1 Stringtabellen
Pfeil 12.10 Zeiger auf Funktionen
Pfeil 12.11 void-Zeiger
Pfeil 12.12 Äquivalenz zwischen Zeigern und Arrays
Pfeil 12.13 Der »restrict«-Zeiger


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12.10 Zeiger auf Funktionen topZur vorigen Überschrift

Mit den Zeigern können Sie auch auf Maschinencode von anderen Funktionen zeigen, die schließlich ebenfalls eine Anfangsadresse im Speicher besitzen. Ein einfaches Beispiel dazu:

/* ptr_func1.c */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void) {
   int (*ptr) (const char*, ...);
   ptr=printf;
   (*ptr)("Hallo Welt\n");
   return EXIT_SUCCESS;
}

Jetzt eine Erklärung zur folgenden Schreibweise:

int (*ptr)(const char*, ...);

Dies ist ein Zeiger auf eine Funktion, die einen variablen, langen String erhält und einen int-Wert zurückgibt. Die Funktion printf() zum Beispiel ist eine solche Funktion:

int printf (const char*, ...);

Daher bekommt der Zeiger die Adresse dieser Funktion mit folgender Anweisung:

ptr = printf;

Jetzt können Sie die Funktion printf() mit dem Zeiger aufrufen:

(*ptr)("Hallo Welt\n");

Die erste Klammerung des Zeigers ptr ist wichtig. Würden Sie diese weglassen, dann würden Sie ptr als eine Funktion deklarieren, die einen int-Zeiger zurückgibt. Sie können den (Funktions-)Zeiger auch auf eine andere Funktion zeigen lassen, mit demselben Rückgabewert und dem- bzw. denselben Argument(en). Hier sehen Sie das Listing von eben mit weiteren Adressierungen:

/* ptr_func2.c */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {
   int (*ptr)(const char*, ...);
   int zahl;

   ptr=printf;
   (*ptr)("Bitte eine Zahl eingeben: ");
   ptr=scanf;
   (*ptr)("%d",&zahl);
   ptr=printf;
   (*ptr)("Die Zahl lautet %d\n",zahl);
   return EXIT_SUCCESS;
}

Dieses Beispiel sollte natürlich keine Schule machen und Ihnen nur zeigen, wie Sie mit Zeigern auf Funktionen zeigen können.

Zeiger auf Funktionen können ganz nützlich sein. Sie können die Zeiger in einem Feld speichern und eine Sprungtabelle daraus machen. Damit ist gemeint, dass die einzelnen Funktionen mit einem Feldindex angesprochen werden können, ähnlich wie bei den Stringtabellen – also ein Array von Funktionen, wenn Sie so wollen. Dazu soll das Listing von eben wieder herhalten:

/* ptr_func3.c */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define INPUT  0
#define OUTPUT 1

int main(void) {
   int (*ptr[])(const char *, ...) = { scanf, printf };
   int zahl;

   (*ptr[OUTPUT])("Bitte eine Zahl eingeben: ");
   (*ptr[INPUT])("%d",&zahl);

   (*ptr[OUTPUT])("Die Zahl lautet %d\n",zahl);
   return EXIT_SUCCESS;
}

Viel verändert hat sich hierbei nicht. Statt

int (*ptr)(const char*, ...);

wurde hier einfach noch ein Indizierungsoperator hinzugefügt. Am Ende befinden sich zwischen den geschweiften Klammern noch die einzelnen Funktionen, auf die Sie im Programm mithilfe des Indizierungsoperators und dem entsprechenden Index zurückgreifen können:

int (*ptr[])(const char *, ...) = { scanf, printf };

In diesem Beispiel zeigt (*ptr[0]) auf die Adresse der Funktion scanf(), und (*ptr[1]) zeigt auf die Funktion printf(). Im Programm wurden hierbei symbolische Konstanten verwendet, um diese beiden Funktionen besser auseinanderzuhalten.

Voraussetzung dafür, dass diese Zeiger auf Funktionen auch funktionieren, ist immer, dass der Rückgabewert (hier vom Typ int) und der/die Parameter der Funktion (hier (const char *, ...)) übereinstimmen. Sie können hierbei nicht einfach zusätzlich z. B. die Funktion fgets() zum Einlesen von Strings anhängen:

/* falsch */
int (*ptr[])(const char *, ...) = { scanf, printf, fgets };

Die Funktion fgets() erwartet andere Argumente, hier (const char *, ...).

Wenn es möglich ist, mit Zeigern auf Funktionen der Standard-Bibliothek zu zeigen, dann ist es selbstverständlich auch möglich, mit Zeigern auf selbst geschriebene Funktionen zu zeigen.

/* ptr_func4.c */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
/* Bei Linux für math.h das Compiler-Flag -lm mit angeben:
 *     gcc -o programm programm.c -lm
 */
#include <math.h>    /* sqrt() */

int addition(int zahl) {
   int y;

   printf("%d+>", zahl);
   scanf("%d", &y);
   fflush(stdin);
   return zahl += y;
}

int subtraktion(int zahl) {
   int y;

   printf("%d->", zahl);
   scanf("%d", &y);
   fflush(stdin);
   return zahl -= y;
}

int division(int zahl) {
   int y;

   printf("%d/>",zahl);
   scanf("%d", &y);
   fflush(stdin);
   return zahl /= y;
}

int multiplikation(int zahl) {
   int y;

   printf("%d*>",zahl);
   scanf("%d", &y);
   fflush(stdin);
   return zahl *= y;
}

int sqrtw(int zahl) {
   double x=sqrt((double)zahl);

   printf("(sqrt)%f>", x);
   return (int)x;
}

int (*rechenfunk[]) (int) = {
   addition, subtraktion, division, multiplikation, sqrtw
};

int main(void) {
   char op;
   static int zahl;

   printf("no.>");
   scanf("%d",&zahl);
   do {
      printf(" op>");
      scanf("%c",&op);
      fflush(stdin);
      switch(op) {
         case '+': printf("%d", zahl = (*rechenfunk[0])(zahl));
                   break;
         case '-': printf("%d", zahl = (*rechenfunk[1])(zahl));
                   break;
         case '/': printf("%d", zahl = (*rechenfunk[2])(zahl));
                   break;
         case '*': printf("%d", zahl = (*rechenfunk[3])(zahl));
                   break;
         case 'q': printf("%d", zahl = (*rechenfunk[4])(zahl));
                   break;
         default : printf("op '=','+','-','/','*','q'\n");
      }
   } while(op != '=');
   printf("Gesamtergebnis=%d\n",zahl);
   return EXIT_SUCCESS;
}

Abbildung 12.20 Zeiger auf selbst geschriebene Funktionen

Dieses Programm stellt einen kleinen Taschenrechner dar, der allerdings stark verbesserungswürdig ist. Es können fünf Rechenoperationen wie Addition, Subtraktion, Multiplikation, Division und die Quadratwurzel verwendet werden. Es wird so lange gerechnet, bis das =-Zeichen eingegeben wurde. Hierzu folgt ein kurzer Trocken-Durchlauf. Nachdem das Programm gestartet wurde, sollte auf dem Bildschirm Folgendes erscheinen:

no.>

Hier geben Sie die erste Zahl ein und drücken Taste Enter, beispielsweise die Zahl 8. Anschließend geht es in der do while-Schleife weiter. Jetzt erscheint auf dem Bildschirm:

op>

Hier muss der Rechenoperator eingegeben werden: entweder +, -, *, / oder q. In diesem Beispiel soll es eine Addition sein, also geben Sie das +-Zeichen ein und drücken Taste Enter. Danach wird das Zeichen im switch-Schalter darauf geprüft, ob es sich dabei um ein gültiges Zeichen handelt. In diesem Fall wäre das:

case '+': printf("%d", zahl = (*rechenfunk[0])(zahl));

Hiermit wird die Rechenfunktion mit dem Index [0] aufgerufen. Dieser Funktion wird als Parameter der Wert der Variablen zahl übergeben. Sehen Sie sich dazu die Funktionstabelle an:

int (*rechenfunk[]) (int) = {
   addition, subtraktion, division, multiplikation, sqrtw
};

Die Rechenfunktion mit dem Index [0] ist die Funktion addition. subtraktion hat den Index [1], division den Index [2] usw.

In der Funktion addition() geben Sie dann eine Zahl ein, mit der der übergebene Wert addiert werden soll, beispielsweise die Zahl 2, und anschließend drücken Sie wieder Taste Enter:

10 op>

Jetzt kann ein weiterer Operator verwendet oder mit dem =-Zeichen das Programm beendet werden.



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