C++的函數指針(function pointer)是通過指向函數的指針間接調用函數。相信很多人對指向一般函數的函數指針使用的比較多,而對指向類成員函數的函數指針則比較陌生。本文即對C++普通函數指針與成員函數指針進行實例解析。
一、普通函數指針
通常我們所說的函數指針指的是指向一般普通函數的指針。和其他指針一樣,函數指針指向某種特定類型,所有被同一指針運用的函數必須具有相同的形參類型和返回類型。
int (*pf)(int, int); // 聲明函數指針
這里,pf指向的函數類型是int (int, int),即函數的參數是兩個int型,返回值也是int型。
注:*pf兩端的括號必不可少,如果不寫這對括號,則pf是一個返回值為int指針的函數。
#include<iostream> #include<string> using namespace std; typedef int (*pFun)(int, int); // typedef一個類型 int add(int a, int b){ return a+b; } int mns(int a, int b){ return a-b; } string merge(const string& s1, const string& s2){ return s1+s2; } int main() { pFun pf1 = add; cout << (*pf1)(2,3) << endl; // 調用add函數 pf1 = mns; cout << (*pf1)(8,1) << endl; // 調用mns函數 string (*pf2)(const string&, const string&) = merge; cout << (*pf2)("hello ", "world") << endl; // 調用merge函數 return 0; }
如示例代碼,直接聲明函數指針變量顯得冗長而煩瑣,所以我們可以使用typedef定義自己的函數指針類型。另外,函數指針還可以作為函數的形參類型,實參則可以直接使用函數名。
二、成員函數指針
成員函數指針(member function pointer)是指可以指向類的非靜態成員函數的指針。類的靜態成員不屬于任何對象,因此無須特殊的指向靜態成員的指針,指向靜態成員的指針與普通指針沒有什么區別。與普通函數指針不同的是,成員函數指針不僅要指定目標函數的形參列表和返回類型,還必須指出成員函數所屬的類。因此,我們必須在*之前添加classname::以表示當前定義的指針指向classname的成員函數:
int (A::*pf)(int, int); // 聲明一個成員函數指針
同理,這里A::*pf兩端的括號也是必不可少的,如果沒有這對括號,則pf是一個返回A類數據成員(int型)指針的函數。注意:和普通函數指針不同的是,在成員函數和指向該成員的指針之間不存在自動轉換規則。
pf = &A::add; // 正確:必須顯式地使用取址運算符(&) pf = A::add; // 錯誤
當我們初始化一個成員函數指針時,其指向了類的某個成員函數,但并沒有指定該成員所屬的對象――直到使用成員函數指針時,才提供成員所屬的對象。下面是一個成員函數指針的使用示例:
class A; typedef int (A::*pClassFun)(int, int); // 成員函數指針類型 class A{ public: int add(int m, int n){ cout << m << " + " << n << " = " << m+n << endl; return m+n; } int mns(int m, int n){ cout << m << " - " << n << " = " << m-n << endl; return m-n; } int mul(int m, int n){ cout << m << " * " << n << " = " << m*n << endl; return m*n; } int dev(int m, int n){ cout << m << " / " << n << " = " << m/n << endl; return m/n; } int call(pClassFun fun, int m, int n){ // 類內部接口 return (this->*fun)(m, n); } }; int call(A obj, pClassFun fun, int m, int n){ // 類外部接口 return (obj.*fun)(m, n); } int main() { A a; cout << "member function 'call':" << endl; a.call(&A::add, 8, 4); a.call(&A::mns, 8, 4); a.call(&A::mul, 8, 4); a.call(&A::dev, 8, 4); cout << "external function 'call':" << endl; call(a, &A::add, 9, 3); call(a, &A::mns, 9, 3); call(a, &A::mul, 9, 3); call(a, &A::dev, 9, 3); return 0; }
如示例所示,我們一樣可以使用typedef定義成員函數指針的類型別名。另外,我們需要留意函數指針的使用方法:對于普通函數指針,是這樣使用(*pf)(arguments),因為要調用函數,必須先解引用函數指針,而函數調用運算符()的優先級較高,所以(*pf)的括號必不可少;對于成員函數指針,唯一的不同是需要在某一對象上調用函數,所以只需要加上成員訪問符即可:
(obj.*pf)(arguments) // obj 是對象 (objptr->*pf)(arguments) // objptr是對象指針
三、函數表驅動
對于普通函數指針和指向成員函數的指針來說,一種常見的用法就是將其存入一個函數表(function table)當中。當程序需要執行某個特定的函數時,就從表中查找對應的函數指針,用該指針來調用相應的程序代碼,這個就是函數指針在表驅動法中的應用。
表驅動法(Table-Driven Approach)就是用查表的方法獲取信息。通常,在數據不多時可用邏輯判斷語句(if…else或switch…case)來獲取信息;但隨著數據的增多,邏輯語句會越來越長,此時表驅動法的優勢就體現出來了。
#include<iostream> #include<string> #include<map> using namespace std; class A; typedef int (A::*pClassFun)(int, int); class A{ public: A(){ // 構造函數,初始化表 table["+"] = &A::add; table["-"] = &A::mns; table["*"] = &A::mul; table["/"] = &A::dev; } int add(int m, int n){ cout << m << " + " << n << " = " << m+n << endl; return m+n; } int mns(int m, int n){ cout << m << " - " << n << " = " << m-n << endl; return m-n; } int mul(int m, int n){ cout << m << " * " << n << " = " << m*n << endl; return m*n; } int dev(int m, int n){ cout << m << " / " << n << " = " << m/n << endl; return m/n; } // 查找表,調用相應函數 int call(string s, int m, int n){ return (this->*table[s])(m, n); } private: map<string, pClassFun> table; // 函數表 }; // 測試 int main() { A a; a.call("+", 8, 2); a.call("-", 8, 2); a.call("*", 8, 2); a.call("/", 8, 2); return 0; }
上面是一個示例,示例中的“表”通過map來實現(當然也可以使用數組)。表驅動法使用時需要注意:一是如何查表,從表中讀取正確的數據;二是表里存放什么,如數值或函數指針。
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