(C言語)『関数へのポインタ』と『typedefを使った，関数へのポインタ定義』を解説！

(修正) 関数の引数を空白からvoidにしました！
ご指摘していただきありがとうございます．

前書き

12 ステップで作る組込みOS自作入門　(著者：坂井 弘亮, 発行年：2010年, 出版社：カットシステム)を読ませていただいてます．
この本の7章で，関数へのポインタという技術が使用されました．
私は，ここで初めて関数へのポインタというものを知り，調べることになりました．
調べてみて，得た知識を共有したいと思い，この記事を投稿させていただきます．

概要

この記事では，C言語における，
・ 関数へのポインタ
・ typedefを使った，関数へのポインタ定義

の2つを解説，使い方を紹介しています．

サンプルコードがございますので，
実際に動かしてみて理解を深めていただけると幸いです．

また，この記事に誤植がある場合，
お手数ですがコメントで指摘していただけると幸いです．

対象読者

・ 関数へのポインタ
・ typedefを使った，関数へのポインタ定義

について学びたい人．

・C言語の変数のポインタについてある程度理解している人
(変数のポインタがわからないとかなり難しいかも...)

関数へのポインタ

関数へのポインタは，変数へのポインタと同じようなものです．

関数へのポインタfを定義したいなら，

void (*f)(void); //返り値なし，引数なし

となります．¹

関数へのポインタfは，返り値なし，引数なしなので，
返り値なし，引数なしの関数を受け取ることができます．
返り値と引数は一致していないといけません． ²

わかりにくいので，実際にプログラムを見てみましょう．
使い方は以下のようになります．

main.c

#include "stdio.h"

// 関数ポインタfに渡す関数
void show(void) // 返り値なし，引数なし
{
    printf("Hello, World\n");
}

// 関数ポインタfを定義
void (*f)(void); //返り値なし，引数なし

int main(void)
{
    //関数ポインタfに，show関数のポインタを渡す
    //返り値なし，引数なしが一致している．
    f = show;
    f(); //関数ポインタfを使うとshow関数と同じ動作をする

    return 0;
}

実行すると，このような結果になります．

Hello, World

typedefを使った，関数へのポインタ定義

typedef void (*func)(void);
func f;

このような書き方をした場合，
1行目で，func型は返り値なし，引数なしの関数型と定義されます．
2行目で，func型の関数へのポインタfが宣言されます．

わかりにくいので，実際にプログラムを見てみましょう．
以下のプログラムを見てください．

main.c

#include "stdio.h"

// 関数ポインタfに渡す関数
void show(void) // 返り値なし，引数なし
{
    printf("Hello, World\n");
}

// 関数ポインタ型funcをtypedef定義
typedef void (*func)(void); //返り値なし，引数なし

int main(void)
{
    //関数ポインタ型funcから関数ポインタfを定義する．
    func f;
    //関数ポインタfにshow関数のポインタを渡す．
    //返り値なし，引数なしが一致している．
    f = show;
    f(); //関数ポインタfを使うとshow関数の動作をする

    return 0;
}

応用例

せっかくなので，
返り値がint型，引数が2個で両方ともint型の
サンプルプログラムを載せます．

このときもやはり，引数と返り値を一致させなくてはいけません．²

main.c

#include "stdio.h"

// 関数ポインタfに渡す関数
int add(int a, int b) // 返り値int，引数int, int
{
    return a+b;
}

// 関数ポインタ型funcをtypedef定義
typedef int (*func)(int, int); // 返り値int，引数int, int

int main(void)
{    
    int a = 3, b = 5;

    //関数ポインタ型funcから関数ポインタfを定義する．
    func f;
    //関数ポインタfにadd関数のポインタを渡す．
    f = add;

    // 関数ポインタfをadd関数のように使う．
    printf("%d+%d=%d\n", a, b, f(a, b));

    return 0;
}

最後に

ここまで見てくださりありがとうございました！

1. コメントのご指摘の通り，
   引数をvoidにすることで，コンパイラに引数はないことを教えてあげないといけません．
   引数が空白の場合，関数呼び出し時に値を渡しても，コンパイルはエラーを出してはくれません！
   引数がvoidなら，コンパイルはちゃんとエラーを出してくれます！ ↩

2. 試してみたところ，
   引数は一致してないとコンパイルエラーになりましたが，
   返り値は一致してなくてもコンパイルエラーになりませんでした．
   しかし警告は出たので，やはり一致させなくてはいけないと思います． ↩ ↩²