Les pointeurs sur fonctions

Introduction du cours

Votre histoire avec les pointeurs continue :) , et cette fois-ci c'est de fonctions qu'il s'agit.
La compréhension de ce tutoriel exigera un minimum de connaissances des pointeurs (à ne pas confondre avec les allocations dynamiques).

Bonne lecture.

Le pointeur générique (void *)

Bonne nouvelle :) , je vais vous faire un petit rappel sur les pointeurs :

Quand on déclare une variable, une place mémoire lui sera attribuée. Cette place mémoire va servir pour contenir les valeurs qu'on affectera à notre variable. Et cet espace sera connu par une adresse.

Ainsi chaque objet créé en mémoire, a une adresse propre à lui. Cette adresse peut être stockée dans un type qu'on appelle pointeur.

int * pointeur;

Jusqu'ici vous avez connu, plusieurs types de pointeurs (sur char, int, float...) :

int * ptrint; float * ptrfloat; char * ptrchar; double * ptrdouble;

Vous avez également appris que les types de pointeurs n'étaient pas pareil et qu'il ne fallait pas les mélanger (un pointeur sur int, doit contenir une adresse d'une variable int, par exemple), ce qui est une chose vraie. Cependant, il existe un type de pointeur compatible avec tous les autres types de pointeurs sur objets qu'on appelle le pointeur générique (désigné par void *).

void * pointeurGenerique;

Quel est le rapport avec les fonctions ?

Une fonction, comme tout autre objet dans un programme, a également une adresse mémoire et donc un pointeur capable de sauvegarder cette adresse mémoire. Pour qu'elle soit utilisée par la suite. Cependant, cette adresse ne pourrait pas être stockée dans le pointeur générique de façon entièrement portable.

Comment peut-on avoir l'adresse d'une fonction ?

Identiquement aux variables ordinaires que vous connaissez si bien, on peut utiliser l'opérateur '&', suivi du nom de la fonction pour avoir son adresse.

Exemple :

Si j'ai la fonction 'ma_fonction' comme ceci :

void ma_fonction(void) { //instructions... }

En faisant :

pointeurSurFonction = &(ma_fonction);

Cela stockera l'adresse de notre fonction dans la variable 'pointeurSurFonction'.

Il existe une autre façon plus simple pour avoir l'adresse d'une fonction, j'ai préféré commencer par la plus dure :p .

Le nom d'une fonction est un pointeur dit statique dessus (pour les maniaques du langage, j'utiliserai les termes "le nom de fonction est évalué en pointeur dessus").

En conséquence, l'utilisation de l'opérateur '&' est donc facultative, ainsi seulement par l'utilisation du nom de la fonction on récupère son adresse.
Une nouvelle fois vous ne serez pas perdant en utilisant des expressions explicites, et le '&' devant est explicite.

pointeurSurFonction = ma_fonction;

Maintenant nous savons comment déclarer un pointeur générique, et nous savons également lire l'adresse d'une fonction, alors si on combine les deux notions ceci nous donne un code comme ceci :

void ma_fonction (void) { printf("Hello world!\n"); } void * pointeurGenerique = ma_fonction ;

Ainsi on a gardé l'adresse de notre fonction dans le pointeur générique.
Notez que ce pointeur void* ne vous permettra pas d'appeler votre fonction.

Attention :
Comportement non standard! un grand nombre d'extensions de compilateurs supportent qu'on affecte un pointeur sur fonction au type void *, mais il reste non-portable.

chouette, et ça nous sert à quoi ?

à rien pour l'instant, c'était juste une petite introduction à notre sujet qui a pour but arriver à appeler une fonction par son adresse.

Avant de passer à la suite, je tiens à vous dire que les pointeurs de fonctions ont aussi des types, liés aux arguments de la fonction (nombre, et types) et aussi à son type de retour.
C'est un détail qui fait toute la différence, et qu'il faudra respecter pour parvenir à appeler notre fonction.

Fonctions sans retour (procédures)

Généralement, un pointeur sur fonction est déclaré suivant la syntaxe :

type_de_retour(* nom_du_pointeur_sur_la_fonction ) ( liste_des_arguments );

Ainsi ces pointeurs sont déclarés en respectant le prototype de la fonction sur laquelle ils vont pointer. Ce qui est logique :) , non ?

Fonction sans paramètres (sans arguments)

On appelle procédure ou fonction sans retour, toutes fonctions ayant le type void comme type de retour.

Exemple :

void ma_fonction(....);

Et on appelle fonction sans arguments (ou sans paramètres), toutes fonctions ayant le type void en argument.

Exemple:

void ma_fonction(void);

Ainsi la déclaration d'un pointeur sur ce type de fonctions, à savoir sans arguments et sans retour, est comme ceci :

void (*pointeurSurFonction)(void);

Le void à gauche est le type de retour, et celui entre parenthèses (à droite) est le type d'arguments. On a donc déclaré un pointeur sur fonction du type décrit ci-dessus. Et qui peut être utilisé comme ceci :

void ma_fonction(void); /*Prototype*/ void ma_fonction(void) /*La fonction*/ { printf("Hello world!\n"); } int main(void) { void (*pointeurSurFonction)(void); /*Déclaration du pointeur*/ pointeurSurFonction = ma_fonction; /*Sauvegarde de l'adresse de la fonction dans le pointeur adéquat*/ return 0; } Fonction avec paramètres (avec arguments)

Une fonction est dite avec argument si dans la liste de ses arguments, il y en a, au moins un, différent du type void. Donc une fonction comme ceci :

void ma_fonction(int argint);

Dans ce cas de figure, et par analogie au prototype de la fonction, la déclaration d'un pointeur sur ce type de fonctions est comme ceci :

void (*pointeurSurFonction)(int)

En ce qui est des fonctions à plusieurs arguments, c'est le même principe. Donc pour une fonction comme ceci :

void ma_fonction(int argint,char * argchar,size_t leng);

La déclaration de notre pointeur est :

void (*pointeurSurFonction)(int,char *,size_t);

La sauvegarde de l'adresse de la fonction quant à elle, reste la même que dans le cas précédent :) (ce sera toujours le cas d'ailleurs). A savoir :

pointeurSurFonction = ma_fonction; Fonctions avec retour

Une fonction est dite "avec retour" quand le type de retour est différent du void .

Fonctions sans arguments

La déclaration d'un pointeur sur une fonction du genre int ma_fonction(void) est de la forme :

int (*pointeurSurFonction)(void); Fonctions avec arguments

La déclaration d'un pointeur sur une fonction du genre int * ma_fonction(double * f,int n) est de la forme :

int * (*pointeurSurFonction)(double*,int); Appels de fonctions en utilisant leurs adressesNotion de callback

J'ouvre une parenthèse pour parler un peu du concept callback :

C'est un concept qui consiste à attacher une fonction à un objet, je m'explique :
On peut imaginer que l'on a un objet du genre un bouton, et que l'on souhaite lui associer une fonction, qui sera appelée lorsqu'on appuie sur ce bouton. C'est ce qu'on appelle une fonction de rappel (callback).

Ceci ne peut être fait, que par utilisation des pointeurs de fonctions.

En champ d'applications classiques, on pourrait citer les threads, qui lors de la création, se voient attribuer une fonction qui sera appelée suite à leur activation.

Opérateur d'appel de fonctions

Comme vous avez pu le connaitre (ou pas :p ), l'appel aux fonctions est caractérisé par la présence de parenthèses '()'. Dans le cas général, on appellera une fonction à partir de son pointeur ainsi :

(*nom_du_pointeur_sur_fonction)( liste_d'arguments )

La valeur de retour peut être récupérée ainsi :

variable_receptrice = (*nom_du_pointeur_sur_fonction)( liste_d'arguments )

Il est possible d'utiliser l'appel d'une fonction sous la forme "classique" à savoir pointeurSurFonction(argument) (sans les parenthèses et l'astérisque '*'), mais un tel appel n'explicite pas qu'il s'agit d'un pointeur sur fonction. Donc je ne le conseillerai pas dans le cas général.

Exemple 1 : Fonction sans retour et sans arguments

Soit la fonction :

void afficherBonjour(void) { printf("Bonjour\n"); }

Afin d'appeler la fonction afficherBonjour à partir de son pointeur, il faut faire comme ceci :

int main (void) { void (*pointeurSurFonction)(void); /*déclaration du pointeur*/ pointeurSurFonction = afficherBonjour; /*Initialisation*/ (*pointeurSurFonction)(); /*Appel de la fonction*/ return 0; }

Résultat :

Bonjour

Exemple 2 : Fonction sans retour et avec arguments

void afficherBonjour(char * nom) { printf("Bonjour %s\n",nom); } int main (void) { void (*pointeurSurFonction)(char *); /*déclaration du pointeur*/ pointeurSurFonction = afficherBonjour; /*Initialisation*/ (*pointeurSurFonction)("zero"); /*Appel de la fonction*/ return 0; }

Résultat :

Bonjour zero

Exemple 3 : Fonction avec retour et sans arguments

int saisirNombre(void) { int n; printf("Saisissez un nombre entier : "); scanf("%d",&n); return n; } int main (void) { int (*pointeurSurFonction)(void); /*déclaration du pointeur*/ int nombre; pointeurSurFonction = saisirNombre; /*Initialisation*/ nombre = (*pointeurSurFonction)(); /*Appel de la fonction*/ return 0; }

Exemple 4 : Fonction avec retour et avec arguments

int saisirNombre(char * nom) { int n; printf("Bonjour %s saisie un nombre entier : ",nom); scanf("%d",&n); return n; } int main (void) { int (*pointeurSurFonction)(char *); /*déclaration du pointeur*/ int nombre; pointeurSurFonction = saisirNombre; /*Initialisation*/ nombre = (*pointeurSurFonction)("zero"); /*Appel de la fonction*/ return 0; } Tableau de pointeurs sur fonctions

La déclaration d'un tableau de pointeurs sur fonction se fait généralement sous la forme suivante :

type_de_retour (* nom_du_tableau_de_pointeurs_sur_fonctions [ taille_du_tableau ] ) ( liste_des_arguments );

Comme vous pouvez le remarquer, c'est complètement identique à ce qu'a été présenté avant (sauf les [] pour préciser que c'est un tableau).

Son utilisation est soumise à toutes les règles d'utilisation des tableaux ordinaires que vous connaissez (ou êtes censé connaître), à savoir le premier indice est 0 et le dernier est taille - 1 , tous les pointeurs qui seront stockés dedans doivent avoir le même type (les fonctions qu'on mettra dedans doivent avoir le même prototype, autrement dit, le même type de retour et les mêmes arguments).

Un exemple est en dernière partie du tutoriel.

Retourner un pointeur sur fonctionsMéthode normale

Si l'on souhaite retourner un pointeur sur fonctions dans une de nos fonctions, nous pouvons utiliser le pointeur générique présenté tout au début du tutoriel (rappelez-vous :) ) cependant une telle pratique relève du non-portable. c'est pourquoi nous allons utiliser le pointeur type sur fonctions ainsi :

type_de_retour_de_la_fonction_pointee (* nom_de_la_fonction_de_renvoi (liste_arguments))(liste_arguments_fonction_pointee)

Exemple pour une fonction sans arguments :

int fonction1(void) { return 1; } int (* fonction2(void))(void) { return fonction1; /*Ici le retour d'un pointeur sur fonction*/ }

Exemple de fonction avec arguments :

int fonction1(double,double) { return 1; } int (* fonction2(char str[]))(double,double) { printf("%s",str); /*Affichage de la chaine passée en paramètre*/ return fonction1; /*Ici le retour d'un pointeur sur fonction*/ } Utilisation d'un typedef

Avec cette méthode, on va pouvoir déclarer un pointeur sur fonction tel que nous l'avons appris plus haut :) , mais cette fois ci en mettant typedef à sa gauche, comme ceci :

typedeftype_retour (* nom_du_pointeur) (liste_arguments)

Et ceci dans le champ des déclarations globales (c'est-à-dire en dehors des fonctions).

Exemple de fonction sans arguments :

typedef int (*ptrFonction)(void); int fonction1(void) { return 1; } ptrFonction fonction2(void) { return fonction1; /*Ici le retour d'un pointeur sur fonction*/ }

Exemple de fonction avec arguments :

typedef int (*ptrFonction)(double,double); int fonction1(double,double) { return 1; } ptrFonction fonction2(char str[]) { printf("%s",str); /*Affichage de la chaine passée en paramètre*/ return fonction1; /*Ici le retour d'un pointeur sur fonction*/ }