C++ 函数指针 C++ 函数指针详细总结

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）