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C++ 函数指针 C++ 函数指针详细总结

梁唐 人气:1
想了解C++ 函数指针详细总结的相关内容吗,梁唐在本文为您仔细讲解C++ 函数指针的相关知识和一些Code实例,欢迎阅读和指正,我们先划重点:C++,函数指针总节,C++,函数指针,函数指针,下面大家一起来学习吧。

1、函数指针

函数指针顾名思义,就是指向函数的指针。

和数据类似,C++当中函数也有地址,函数的地址是存储函数机器语言代码的内存地址。我们可以将另外一个函数的地址作为参数传入函数,从而实现函数的灵活调用。

1.1 获取函数地址

获取函数地址的方法非常简单,只要使用函数名(后面不跟参数和括号)即可。比如我们有一个函数叫做think,那么think()是调用函数拿到结果,而think则是获取函数的地址。

如果我们想要将think函数当做参数传入另外一个函数,我们可以这么写:

func(think);

1.2 声明函数指针

声明函数指针和声明函数类似,我们声明一个函数可以这么写:

double process(int);


而我们声明函数指针则可以写成这样:

double (*pt)(int);


如果我们把(*pt)替换成函数名的话,这其实就是一个函数的声明。如果(*pt)是函数的话,那么pt自然就是指向函数的指针了。

1.3 函数指针传参

如果我们要实现一个函数,它的一个参数是一个函数指针,它的写法和刚才一样:

double func(double x, double (*pt)(int));


在这个声明当中,它的第二个参数是一个函数指针。指向的函数接收一个int参数,返回一个double结果。

1.4 调用函数

最后, 我们来看下通过指针调用函数的部分。

其实也非常简单,因为我们前面说了(*pt)的效果和函数是一样的,我们之前通过函数名调用函数,那么我们只需要改成通过(*pt)调用即可。

如:

double process(int);
double (*pt)(int);

pt = process;
cout << (*pt)(5) << endl;

2、函数指针进阶

简单的函数指针比较简单,但对于复杂的情况则显得有些恐怖。下面我们来看下C++ primer当中提供的一些例子:

const double* f1(const double ar[], int n);
const double* f2(const double [], int);
const double* f3(const double *, int);

这三个函数看起来长得不一样,但其实是等价的。因为在函数参数列表当中,数组和指针是等价的。其次我们可以在函数的原型中省略掉变量名,因此const double ar[]可以简化成const double [] ,也可以写成const double *。

有了这三个函数之后,假设我们要声明一个指针,指向这三个函数。根据我们前文当中说过的,可以将函数名替换成(*pt)来实现:

const double* (*pt)(const double *, int) = f1;

其实这个语句看起来就有些复杂了,整个语句的可读性很差。如果不是知道这里用的是一个函数指针,乍一看想要看明白估计不太容易。我们可以分成两个部分来理解,其中const double *是一个整体,表示函数的返回值类型是一个const double *也就是一个常量浮点数的地址。其次(*pt)是一个整体,代替了函数名,表示这是一个指向函数的指针。

在C++11当中提供了叫做auto的新特性,它可以帮助变量自动识别对应的类型,可以解决一些类型特别复杂的问题,比如:

auto p2 = f2;

函数指针有两种调用方法,除了可以使用(*p2)的方式调用之外,

也可以直接使用名称调用:

const double* x = p2(ar, 3);
const double* y = (*p2)(ar, 3);

显然前者更好,更清楚。这里其实有一个疑问,为什么这两种方式都可以执行呢?这是因为当我们执行auto p2 = f2的时候,其实是执行的auto p2 = &f2 C++会隐式地将函数转换成函数的地址。因为函数的值本身就是一个地址,所以这两种方式才都能正确地运行。

问题还没有结束,假如我们要定义一个指向函数的指针数组呢?这应该怎么声明?

也就是const double* (*pt)(const double *, int)这样一个类型的数组,它应该怎么声明,这个方括号应该放在那里?

正确答案是放在括号里:

const double* (*pt[3])(const double *, int);

因为运算符[]的优先级高于*,因此*pt[3]表示pt是一个长度为3的指针数组。其他的内容表明了该指针的类型。

由于我们定义的是一个数组,所以这里不能使用auto,因为自动类型推断只能用于单值初始化而不能用于初始化列表。

到这里还没结束,还有更恐怖的,如果我们想要定义一个指向这个数组的指针,应该怎么办呢?如果使用auto可以写成:

auto ptr = &pt;

如果不使用auto呢?首先我们可以想到,这个声明是基于pt的,我们需要在pt的声明上加上一个*,但问题是加在哪里呢?

进一步分析,会发现我们需要指出这是一个指针,而不是数组。意味着核心的部分应该写成(*ptr)[3],表示这是一个指向长度为3的数组的指针。因为[]的优先级更高,所以需要使用括号。如果写成*ptr[3]表示这是长度为3的指针数组。

我们进一步倒推,(*ptr)[3]这个数组当中的元素是什么类型呢?是指向函数的指针,所以写出来结果是这样:

const double *(*(*ptr)[3])(const double*, int) = &pt;

很明显,这样的定义非常非常的难以理解。而且这还不是最复杂的情况,比如函数的返回类型又是一个指向一个函数的指针……明摆着告诉我们含义我们仍然要推敲一会,如果在一段不明的代码当中遇到,可能会直接抓狂吧……

也正因此,C++11当中推出了auto特性,可以简化这种情况。

多说一句题外话,golang语言当中将变量的类型放在变量的后面而不是前面,其中一个原因就是为了解决类似情况的复杂性。

如果是golang来定义同样的内容,会是这样的:

func f2(arr []float64, n int) *float64 {
    // todo
}

// 函数指针
var p1 func([]float64, int) *float64 = f2;
// 函数指针数组
var pt [3]func([]float64, int) *float64;
// 函数指针数组的指针
var ptr *[3]func([]float64, int) *float64 = &pt;

很明显,虽然变量类型写在变量后面刚开始会不太习惯,但是很明显这样要清晰很多。

文章转自公众号:Coder梁(ID:Coder_LT)

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