跳轉(zhuǎn)表、指針數(shù)組和函數(shù)指針的概念

筆者能力有限，如果文中有不對的地方，還請各位朋友能及時地給我指出來，我將不勝感激，謝謝！

跳轉(zhuǎn)表的概念

引用筆者在 Wikipedia 上看到的關于跳轉(zhuǎn)表的概念：

In computer programming, a branch table or jump table is a method of transferring program control (branching) to another part of a program (or a different program that may have been dynamically loaded) using a table of branch or jump instructions

大概意思是說，跳轉(zhuǎn)表或者也可以被稱之為分支表，是一種利用分支或者跳轉(zhuǎn)指令表將程序控制轉(zhuǎn)移到程序另一部分（或者是已經(jīng)動態(tài)加載的其他程序）的方法。

關于跳轉(zhuǎn)到程序的另一部分最常用的方法就是使用 switch 語句，但是使用 switch 語句存在的一個弊端就是如果分支過多，會造成程序的冗長。而跳轉(zhuǎn)表剛好能解決這個問題，對于優(yōu)化程序的結構有很大地幫助。

在介紹跳轉(zhuǎn)表之前，本文先介紹一下跳轉(zhuǎn)表所涉及到的指針數(shù)組和函數(shù)指針的概念。

指針數(shù)組

首先，它是一個數(shù)組，數(shù)組的元素都是指針，如果有如下指針數(shù)組的定義：

int*p1[５];

那么，可以采用如下的一個圖表明它的含義：

函數(shù)指針

函數(shù)指針的意思就如名稱稱所示，它是一個指針，一個函數(shù)的指針，指向一個函數(shù)，比如下面我們就可以定義一個函數(shù)指針變量。

int(*pf)(int,int);

上述指針變量的意思是定義了一個 pf 的函數(shù)指針變量，這個指針變量可以指向的是一個返回值為 int 的，函數(shù)兩個 int 類型的參數(shù)的函數(shù)。假設現(xiàn)在我們有一個這樣的函數(shù)用于兩數(shù)相加：

int add(int num1,int num2);

那么，我們可以通過函數(shù)指針變量指向這個函數(shù)的形式來調(diào)用函數(shù)，比如這樣：

pf = add;
pf(5,8);

上述就是關于函數(shù)指針的簡單敘述。

跳轉(zhuǎn)表

在介紹了指針數(shù)組和函數(shù)指針后，我們就可以來構建我們的跳轉(zhuǎn)表，比如這樣：

void(*pf[])(void) = {fna,fnb,fnc,fnd};

其中，fna、fnb、fnc、fnd 都是返回值和參數(shù)都為 void 的函數(shù)，上述定義的函數(shù)跳轉(zhuǎn)表的意思也就是有一個函數(shù)指針數(shù)組，這個數(shù)組里面存放的都是函數(shù)的指針。

之所以稱之為跳轉(zhuǎn)表，就是因為能通過索引的方式進行調(diào)用函數(shù)，下面就是在定義了上述調(diào)轉(zhuǎn)表后的一個應用：

void test(constint jump_index)
{
pf[jump_index]();
}

下面的圖片很形象的表達了跳轉(zhuǎn)表的原理：

通過調(diào)用 test 函數(shù)，帶以不同的參數(shù)，就可以通過 test 運行不同函數(shù)的功能。試想一下，如果這里使用 switch 的方式實現(xiàn)上述功能，代碼量是不是要多出許多？

應用于嵌入式設備的一個例子

下面的例子是筆者在一位國外的網(wǎng)友的帖子下看到的，但是網(wǎng)友并沒有給出所有代碼，缺少一些較為細節(jié)的東西，不過并不影響我們理解。

背景:　有一個工業(yè)電源接口盒，現(xiàn)通過一個簡單的 ASCII 碼助記符來作為命令，該接口盒是通過輸入命令的形式執(zhí)行相關操作，并且通過 RS-232 接口向外返回輸入的參數(shù)值。

通過背景可以知道我們需要定義一個數(shù)組存儲命令，代碼如下：

staticconstchar read_str[] =
"0SV0SN0MO0WF
1ST1MF1CL1SZ
2SP2VO2CC2CA";

由于背景中要求需要返回參數(shù)并通過 RS-232 串口進行傳輸，因此，通過輸入命令后跳轉(zhuǎn)執(zhí)行的函數(shù)都是具有如下返回值和形參的。

constchar*fna(void);

另外，這個函數(shù)聲明的意思是，函數(shù)值類型是 const char *,形參是 void ，返回值類型也與剛剛我們所定義的 read_str 所對應。

綜上，就可以定義我們的跳轉(zhuǎn)表了，跳轉(zhuǎn)表定義如下：

staticconstchar*
(*readfns[sizeof(read_str)/4])(void) =
{
/*這里是偽代碼，因為命令太多，所以這樣進行表示*/
una,fna,fnb,...
}

una、fnb 等都是與 fna 同類型的函數(shù)。說到這里，比較關鍵的代碼就說完了，如下是整個處理過程的代碼：

constchar*fna(void);
?
staticvoid process_read(constchar*buf)
{
char*cmdptr;
unsignedchar offset;
constchar*replyptr;
?
staticconstchar read_str[] =
"0SV0SN0MO0WF
1ST1MF1CL1SZ
2SP2VO2CC2CA";
?
staticconstchar*
(*readfns[sizeof(read_str)/4])(void) =
{
/*這里是偽代碼，因為命令太多，所以這樣進行表示*/
una,fnb,fnc,...
}
?
/*cmdptr獲得的是當前輸入字符的地址*/
cmdptr = strstr(read_str,buf);
?
if(cmdptr != NULL)
{
/*(當前地址 - 數(shù)組基地址)/4 = 索引*/
offset = (cmdptr - read_str) / 4;
?
replyptr = (*readfns[offset])();
}
}

上述 strstr 函數(shù)的功能，是返回一個輸入字符串與數(shù)組中字符串匹配的元素的地址。最后根據(jù)索引值調(diào)用相應的函數(shù)執(zhí)行，所以也就實現(xiàn)了背景中所述的根據(jù)輸入命令執(zhí)行相應操作的功能。如果命令有很多個，可想而知使用 switch 將是多么冗長的一段代碼。