[ C ] 13. 함수 포인터 배열 활용하기

[ 함수 포인터 배열 활용 ]

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함수 포인터 배열 사용하기

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

int add(int a, int b){
    return a + b;
}
int sub(int a, int b){
    return a - b;
}
int mul(int a, int b){
    return a * b;
}
int div(int a, int b){
    return a / b;
}

int main(){
    int funcNumber;            // 함수 번호
    int num1, num2;
    int (*fp)(int, int) = NULL;            // int형 반환값, int형 매개변수 두 개가 있는 함수 포인터 선언

    printf("함수 번호와 계산할 값을 입력하세요: ");
    scanf("%d %d %d", &funcNumber, &num1, &num2);        // 함수 번호와 계산할 값을 입력받음

    switch(funcNumber){
        case 0:
            fp = add;
            break;
        case 1:
            fp = sub;
            break;
        case 2:
            fp = mul;
            break;
        case 3:
            fp = div;
            break;
    }
    printf("%d\n", fp(num1, num2));        // 함수 포인터를 사용하여 계산 결과 출력
    return 0;
}

소스 컴파일 후 0 10 20 을 누르고 엔터키를 누르면

# 실행 결과
함수 번호와 계산할 값을 입력하세요: 0 10 20(입력)
30

• 함수 포인터 배열은 함수 포인터를 선언할 때 함수 포인터 이름 뒤에 [ ]대괄호 안에 배열의 크기를 지정하면 된다.

  반환값자료형 (*함수포인터이름)[크기](매개변수자료형1, 매개변수자료형2);

• 요소의 개수가 4개이며 add함수를 담을 수 있는 함수 포인터 배열은 이렇게 만든다.

int (*fp[4])(int, int);        // int형 반환값, int형 매개변수 두 개가 ㅏ있는 함수 포인터 배열 선언

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS        // scanf 보안 경고로 인한 컴파일 에러 방지
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int add(int a, int b){
    return a + b;
}
int sub(int a, int b){
    return a - b;
}
int mul(int a, int b){
    return a * b;
}
int div(int a, int b){
    return a / b;
}

int main(){
    int funcNumber;        // 함수 번호
    int num1, num2;
    int (*fp[4])(int, int);        // int형 반환값, int형 매개변수 두 개가 있는 함수 포인터 배열 선언

    fp[0] = add;        // 첫 번째 요소에 덧셈 함수의 메모리 주소 저장
    fp[1] = sub;        // 두 번째 요소에 뺄셈 함수의 메모리 주소 저장
    fp[2] = mul;        // 세 번째 요소에 곱셈 함수의 메모리 주소 저장
    fp[3] = div;        // 네 번째 요소에 나눗셈 함수의 메모리 주소 저장

    printf("함수 번화와 계산할 값을 입력하세요: ");
    scanf("%d %d %d", &funcNumber, &num1, &num2);    // 함수 번화와 계산할 값을 입력받음

    printf("%d\n", fp[funcNumber](num1, num2));        // 함수 포인터 배열을 인덱스로 접근하여 함수 호출

    return 0;    
}

소스 컴파일 후 0 10 20을 입력하고 엔터키

# 실행 결과
함수 번호와 계산할 값을 입력하세요: 0 10 20(입력)
30

• 먼저 함수 포인터 이름 fp뒤에 대괄호를 붙이고 크기를 4로 지정하여 요소가 4개인 함수 포인터 배열을 선언함
• 이제 fp는 배열이므로 인덱스로 접근이 가능하다. 여기서는 add, sub, mul, div 함수의 메모리 주소를 각 요소에 저장했다.
• 따라서 인덱스를 사용하여 요소에 접근하고 호출할 수 있다.

// 참고
// 함수 포인터 배열을 선언과 동시에 초기화
int (*fp[4])(int, int) = { add, sub, mul, div };        // 중괄호로 함수의 메모리 주소를 저장

함수 포인터를 구조체로 사용하기

지금까지 구조체에는 일반 자료형으로 된 멤버를 넣었다. 하지만 함수 포인터도 포인터이므로 구조체 멤버로 넣을 수 있다.

함수 포인터를 구조체 멤버로 사용하려면 구조체를 정의할 때 멤버로 지정해주면 된다.

struct 구조체이름 {
    반환값 자료형 (*함수포인터이름)(매개변수 자료형1, 매개변수 자료형2);
}

#include <stdio.h>

struct Calc{
    int (*fp)(int, int);
};
int add(int a, int b){
    return a + b;
}

int main(){
    struct Calc c;
    c.fp = add;        // add 함수의 메모리 주소를 구조체 c의 멤버에 저장

    printf("%d\n", c.fp(10, 20));        // 30: 구조체 멤버로 add함수 호출
    return 0;
}

# 실행 결과
30

• 구조체 변수를 선언한 뒤 .(점)으로 함수 포인터 멤버에 접근하여 add 함수의 메모리주소를 저장한다.

  (만약 구조체 포인터에 메모리를 할당했다면 c->fp=add가 될것)

• 이제 구조체 멤버 fp에 괄호를 붙여서 함수를 호출할 수 있다!

# 참고
보통 C언어는 객체지향 문법을 지원하지 않는다고 알려져 있다. 하지만 C언어에서도 구조체와 함수 포인터를 활용하면 충분히 객체지향으로 프로그래밍을 할 수 있다. 다음은 리눅스 커널에서 함수 포인터로 객체지향을 구현한 코드이다.

struct block_device_operations{
    int (*open) (struct block_device *, fmode_t);
    void (*release) (struct gendist *, fmode_t);
    int (*rw_page)(struct block_device *, sector_t, struct page *, int rw);
    struct module *owner;
    ...
}

함수 포인터를 함수의 매개변수로 사용하기

함수포인터를 매개변수와 함수의 반환값으로 사용해보겠다. 매개변수 부분에 함수 포인터를 넣어주면 된다.

#include <stdio.h>

int add(int a, int b){
    return a + b;
}
void executer(int (*fp)(int, int)){        // 함수 포인터를 매개변수로 지정
    printf("%d\n", fp(10, 20));        // 30: 매개변수로 함수 호출
}

int main(){
    executer(add);        // executer를 호출할 때 add함수의 메모리 주소를 전달
    return 0;
}

# 실행 결과
30

• 함수를 정의할 때 매개변수 부분에 함수 포인터를 그대로 만들어주면 된다. 따라서 함수 포인터의 이름이 매개변수가 되므로 fp(10, 20)과 같이 매개변수로 함수를 호출하면 된다.
• 함수의 메모리 주소를 전달할 때는 함수 이름만 적어주면 된다. add()처럼 괄호까지 붙이면 add함수가 호출이 되어 반환값이 executer로 전달되니 주의한다.

// 다음과 같이 executer(add);를 풀어서 쓸 수도 있음
int (*fp)(int, int);
fp = add;
executer(fp);        // executer를 호출할 때 함수 포인터를 전달

함수 포인터를 함수의 반환값으로 사용하기

#include <stdio.h>

int add(int a, int b){
    return a + b;
}

int(*getAdd())(int, int){        // 함수 포인터를 반환값으로 지정
    return add;                // add 함수의 메모리 주소를 반환
}

int main(){
    printf("%d\n", getAdd()(10, 20));        // 30: getAdd를 호출한 뒤 반환값으로 add함수 호출
    return 0;
}

# 실행 결과
30

• 함수 포인터를 반환값으로 사용할 때는 먼저 (*getAdd())과 같이 *(애스터리스크)뒤에 함수 이름을 지정하고 괄호를 붙인다. 다시 이상태에서 괄호로 묶어준 뒤 맨앞에는 함수 ㅍ호인터의 반환값 자료형, 맨 뒤 괄호에는 함수 포인터의 매개변수 자료형을 지정한다. 함수 안에서는 return 키워드로 add함수의 메모리 주소를 반환한다.
• 매개변수가 있는 함수에서 함수 포인터 반환하기

// getAdd 뒤의 괄호 안에 매개변수의 자료형과 매개변수 이름을 지정해준다.
int (*getAdd(int x, int y))(int, int){        // 함수 포인터 반환, int형 매개변수 두 개
    printf("%d %d\n", x, y);            // x, y는 getAdd 함수의 매개변수
    return add;
}

int main(){
    printf("%d\n", getAdd(8, 9)(10, 20));        // 8, 9는 getAdd에 전달
                                            // 10, 20은 getAdd에서 반환된 add에 전달
    return 0;
}