函数指针与函数对象详解

 详解C/C++函数指针

要理解一个C程序，仅仅理解组成该程序的符号是不够的。程序员还必须理解这些符号是如何组合成声明、表达式、语句和程序的。

     我们先来看看下面的一个语句：

     这是当计算机启动时，硬件将调用首地址为0位置的子例程。像这样的表达式恐怕会令每个C/C++程序员的内心都“不寒而栗”吧。

     然而，完全不用害怕，任何C变量的声明都是由两部分组成：类型以及一组类似表达式的声明符。最简单的声明变量，如：

     这个声明的含义是：当对其求值时，表达式f和g的类型为浮点型。

     同样的逻辑也适用于函数和指针类型的声明，例如：

     这个声明的含义是：表达式ff()求值结果是一个浮点数，也就是说，ff是一个返回值为浮点类型的函数，类似地：

     这个声明的含义是*pf是一个浮点数，也就是说，pf是一个指向浮点数的指针。

     以上这些形式在声明中还可以组合起来，就像在表达式中进行组合一样，因此：

表示*g()与(*h)()是浮点表达式。因为()结合优先级高于*，*g()也就是*(g())：g是一个函数，该函数的返回值类型为指向浮点数的指针。同理，可以得出h是一个函数指针，h所指向函数的返回值为浮点类型。

     一旦我们知道了如何声明一个给定类型的变量，那么该类型的类型转换符就很容易得到了：只需要把声明中的变量名和声明末尾的分号去掉，再将剩余的部分用一个括号整个“封装”起来即可。例如：

表示h是一个指向返回值为浮点类型的函数的指针，因此，

表示一个“指向返回值为浮点类型的函数的指针”的类型转换符。

     那么，我们现在来看看前面我们提出的表达式：

     第一步，假定变量fp是一个函数指针，那么如何调用fp所指向的函数呢？调用方法如下：

     因为fp是一个函数指针，那么*fp就是该指针所指向的函数，所以(*fp)()就是调用该函数的方式。

     表达式(*fp)()中，*fp两侧的括号非常重要，因为函数运算符()的优先级高于单目运算符*。如果*fp两侧没有括号，那么*fp()实际上与*(fp())的含义完全一致。

     现在剩下的问题就只是找到一个恰到的表达式来替换fp。我们将在分析的第二步来解决这个问题。如果C编译器能够理解我们大脑中对于类型的认识，那么我们可以这样写：

     上式并不能生效，因为运算符*必须要一个指针来做操作数。而且这个指针还应该是一个函数指针，这样经运算符*作用后的结果才能作为函数被调用。因此，在上式中必须对0作类型转换，转换后的类型可以大致描述为:“指向返回值为void类型的函数的指针”。

     如果fp是一个指向返回值为void类型的函数的指针，那么(*fp)()的值为void，fp的声明如下：

     因此，将常数0转型为“指向返回值为void的函数的指针”类型，可以这样写：

     因此，我们可以用(void(*)())0来替换fp，从而得到：

     当然，我们用typedef来解决这个问题能够表述更加清晰：

这个问题就可以解决了。

     我们再来考虑signal库函数，一般情况下，程序员并不主动声明signal函数，而是直接使用头文件signal.h中的声明。那么，在头文件signal.h中，signal函数是如何声明的呢？

     首先，让我们从用户定义的信号处理函数开始考虑，这无疑是最容易解决的。该函数可以定义如下：

     函数sigfunc的参数是一个代表特定信号的整数值，此处我们暂时忽略它。

     上面假设的函数体定义了sigfunc函数，因而sigfunc函数的声明可以如下：

     现在假定我们希望声明一个指向sigfunc函数的指针变量，不妨命名为sfp。因而sfp指向sigfunc函数，*sfp就代表sigfunc函数，因此*sfp可以被调用。因此我们可以如下这样声明sfp：

     因为signal函数的返回值类型与sfp的返回值类型一样，上式也就声明了signal函数，我们不妨可以如下声明signal函数：

     此处的something代表了signal函数的参数类型，我们还需要进一步了解如何声明它们。上面声明可以这样理解：传递适当的参数以调用signal函数，对signal函数返回值（为函数指针类型）解除引用，然后传递一个整型参数调用解除引用后所得函数，最后返回值为void类型。因此，signal函数的返回值是一个指向返回值为void类型的函数指针。

     那么，signal函数的参数又是如何呢？，signal函数接受两个参数：一个整型的信号编号，以及一个指向用户定义的信号处理函数的指针。我们此前一定定义了指向用户定义的信号处理函数的指针sfp：

     sfp的类型可以通过将上面的声明中的sfp去掉而得到，即 void(*)(int)。此外，signal函数的返回值是一个指向调用前的用户定义信号处理函数的指针，这个指针的类型与sfp指针类型一致。因此我们可以如下声明signal函数：

     同样地，使用typedef可以简化上面的函数声明：

 

     那么，现在的你对函数指针理解了吗？如果你看完了此篇文章，相信你一定会有意想不到的收获哦！

篇二、函数对象
前面是函数指针的应用，从一般的函数回调意义上来说，函数对象和函数指针是相同的，但是函数对象却具有许多函数指针不具有的有点，函数对象使程序设计更加灵活，而且能够实现函数的内联（inline）调用，使整个程序实现性能加速。
函数对象：这里已经说明了这是一个对象，而且实际上只是这个对象具有的函数的某些功能，我们才称之为函数对象，意义很贴切，如果一个对象具有了某个函数的功能，我们变可以称之为函数对象。
如何使对象具有函数功能呢，很简单，只需要为这个对象的操作符()进行重载就可以了，如下：

class A{
public:
int operator()(int x){return x;}
};
A a;
a(5);

这样a就成为一个函数对象，当我们执行a(5)时，实际上就是利用了重载符号()。
函数对象既然是一个“类对象”，那么我们当然可以在函数形参列表中调用它，它完全可以取代函数指针！如果说指针是C的标志，类是C++特有的，那么我们也可以说指针函数和函数对象之间的关系也是同前者一样的！（虽然有些严密）。当我们想在形参列表中调用某个函数时，可以先声明一个具有这种函数功能的函数对象，然后在形参中使用这个对象，他所作的功能和函数指针所作的功能是相同的，而且更加安全。
下面是一个例子：

class Func{
public:
int operator() (int a, int b)
{
cout<<a<<'+'<<b<<'='<<a+b<<endl;
return a;
}
};
int addFunc(int a, int b, Func& func)
{
func(a,b);
return a;
}
Func func;
addFunc(1,3,func);

上述例子中首先定义了一个函数对象类，并重载了()操作符，目的是使前两个参数相加并输出，然后在addFunc中的形参列表中使用这个类对象，从而实现两数相加的功能。
如果运用泛型思维来考虑，可以定一个函数模板类，来实现一般类型的数据的相加：

class FuncT{
public:
template<typename T>
T operator() (T t1, T t2)
{
cout<<t1<<'+'<<t2<<'='<<t1+t2<<endl;
return t1;
}
};
template <typename T>
T addFuncT(T t1, T t2, FuncT& funct)
{
funct(t1,t2);
return t1;
}
FuncT funct;
addFuncT(2,4,funct);
addFuncT(1.4,2.3,funct);

大名鼎鼎的STL中便广泛的运用了这项技术，详细内容可参见候捷大师的一些泛型技术的书籍，不要以为函数对象的频繁调用会使程序性能大大折扣，大量事实和实验证明，正确使用函数对象的程序要比其他程序性能快很多！所以掌握并熟练运用函数对象才能为我们的程序加分，否则.......
如此看来，函数对象又为C++敞开了一道天窗，但随之而来的便是一些复杂的问题和陷阱，如何去蔽扬利还需要我们不断学习和探索。