函数指针详解

这篇文章把函数指针的各种常用情况做了一个详解的总结。

1. 指向普通函数的指针

很简单，如下的例子可以说明基本格式和用法：

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int int_add(int a, int b)
{
return (a+b);
}
int int_sub(int a, int b)
{
return (a-b);
}
int (*int_operator)(int, int) = int_add;

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
cout<<int_operator(4, 5)<<endl; // output 9
int_operator = int_sub;
cout<<int_operator(4, 5)<<endl; // output -1
return 0;
}

上例中，int_operator会被编译器解释成类型int(*)(int, int)的一个指针。
调用方式还可以写作：(*int_operator)(4, 5)，这样的好处是让人一眼就能看到int_operator是一个函数指针。
注意：函数指针和指向函数的返回值的类型和参数都必须严格一致；

2. 函数指针数组

我们还可以声明一个函数指针的数组，比如：
int (*pFuncArray[10])();
[]的优先级高于*，该语句将pFuncArray声明为拥有10个元素的数组，每一个元素都是指向一个函数的函数指针，该函数没有参数，返回值类型为int；

注意不能写作：int ((*pFuncArray)[10])()，这样会产生编译错误；
(*pFuncArray)[10]表明了pFuncArray是一个指针，该指针指向一个’含有 10个元素的数组’；
其类型为int()()，显然，编译不能通过。

将上面的声明转换为typedef格式，会使程序可读性增加：
typedef int(*pFunc)();
pFunc pFuncArray[10];
如果需要调用其中的第三个函数，那么调用方式为：pFuncArray[2]();

3. 指向‘函数指针数组’的指针
还可以声明一个指向‘函数指针数组’的指针，比如下面的例子代码：

[cpp] view plaincopy

int cmp_len(const char *str1, const char *str2)
{return ((int)strlen(str1) - (int)strlen(str2));}
int cmp_str(const char *str1, const char *str2)
{return strcmp(str1, str2);}

typedef int(*PCMP_FUNC)(const char*, const char*);

PCMP_FUNC pCmpFuncs[2] =
{
cmp_len,
cmp_str,
};
// 声明指向pCmpFuncs的指针
PCMP_FUNC (*ppCmps)[2] = &pCmpFuncs;

声明分解说明如下：
(*ppCmps)：表明ppCmps是一个指针;
(*ppCmps)[2]：后面紧跟[2]，表明ppCmps是一个指向‘两个元素数组’的指针
PCMP_FUNC表明了该数组元素的类型，它是指向函数的指针，返回值为int，有两个const char*类型的参数；
实际上语句PCMP_FUNC (*ppCmps)[2] = &pCmpFuncs;
将会被编译器解释为：
int (*(*ppCmps)[2])(const char*, const char*) = &pCmpFuncs;
声明分解：
(*ppCmps)：表明ppCmps是一个指针;
(*ppCmps)[2]：后面紧跟[2]，表明ppCmps是一个指向‘两个元素数组’的指针
int (*)(const char*, const char *)：表明了该数组元素的类型，它是指向函数的指针，返回值为int，有两个const char*类型的参数；

3. 函数指针与类

在C++语言中，使用函数指针可以指向类的一个成员函数或变量，虽然这种用法很少能用到，至少我是没有用过，不过了解一下还是有点必要的。
为了支持这类指针，C++有三个特殊的运算法符：::*，.->，.*；
指向成员函数的指针必须与向其赋值的函数类型匹配，这包括：1）参数的类型和个数；2）返回值类型；3）它所属的类型；
指向成员变量的指针必须与向其赋值的变量类型匹配，这包括：1）变量类型；2）它所属的类型；
成员函数和变量必须被绑定到一个对象或者指针上，然后才能得到调用对象的this指针，然后才能指向成员变量或函数；
类AClass的成员变量int m_iValue，其完整类型是：int型的类AClass的成员m_iValue；
类AClass的成员函数int Add(int)，其完整类型是：返回值为int型，带一个int类型参数的类AClass的成员Add；

注意：指向类的静态变量或静态成员函数的指针和普通成员不同;

3.1 指向类成员变量的指针

有了上面的一些说明，看下面的例子就很容易理解了；
.* 是一个新的操作符，表明是指向成员操作符的指针（另一个是->*，是指针对象的调用方式）

[cpp] view plaincopy

class AClass
{
public:
void Add(int a){m_iValue += a;}
int m_iValue;
};
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
AClass a;
// 声明并指向AClass的一个成员变量的指针
int AClass::*pValue = &AClass::m_iValue;
// 或者如下方式：
// int AClass::*pValue;// 指针变量声明
// pValue = &AClass::m_iValue;// 指向A的m_iValue成员
a.*pValue = 4; // 使用方式，赋值
cout<<a.m_iValue<<endl; // 输出4
return 0;
}

3.2 指向类成员函数的指针

有了上面的一些说明，看下面的例子就很容易理解了；
下面的例子中，注意调用方式：(a.*pAAdd)(5);不能写作a.*pAAdd(5);
因为操作符()的优先级是高于.*的因此，它将被解释为a.*(pAAdd(5));显然这是不被支持的。

[cpp] view plaincopy

class AClass
{
public:
void Add(int a){m_iValue += a;}
int m_iValue;
};
// 指向类AClass成员函数的指针的声明方式
typedef void (AClass::*pAFunc)(int);
// 声明一个指向AClass::Add()的函数指针
pAFunc pAAdd = &(AClass::Add);

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
AClass a;
// 声明并指向AClass的一个成员变量的指针
int AClass::*pValue = &AClass::m_iValue;
// 或者如下方式：
// int AClass::*pValue;// 指针变量声明
// pValue = &AClass::m_iValue;// 指向A的m_iValue成员
a.*pValue = 4; // 使用方式，赋值
cout<<a.m_iValue<<endl; // 输出
(a.*pAAdd)(5); // 指向成员函数指针的调用方式
cout<<a.m_iValue<<endl; // 输出
return 0;
}

3.3 指向类静态成员的指针

类的静态成员属于该类的全局对象和函数，并不需要this指针；因此指向类静态成员的指针声明方式和普通指针相同。
该类指针和普通指针的声明和调用方式完全相同；唯一的不同就是设置指向的对象时，仍然需要类信息，这一点和指向普通成员的指针相同。
下面的例子可以说明使用方式。

[cpp] view plaincopy

class AClass
{
public:
static void Add(int a){m_iValue += a;}
static int m_iValue;
};
int AClass::m_iValue;

typedef void(*pAAdd)(int);

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
// 声明并指向AClass的一个静态成员变量的指针
int *pValue = &AClass::m_iValue;
// 或者如下方式：
// int *pValue;// 指针变量声明
// pValue = &AClass::m_iValue;// 指向A的m_iValue成员
*pValue = 4; // 使用方式同普通指针，赋值
cout<<*pValue<<endl; // 输出
pAAdd p = &AClass::Add;
p(5); // 调用方式同普通函数指针
cout<<*pValue<<endl; // 输出
return 0;
}