C/C++中的函数指针的使用与总结

概要：

• 函数指针介绍
• typedef简化函数指针的定义
• 指向函数的指针的初始化和赋值
• 通过指针调用函数
• 函数指针形参
• 返回指向函数的指针
• 指向重载函数的指针

参考《C++ Primer》 第五版

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• 函数指针介绍

函数指针是C++中比较灵活而且重要的部分，对于软件的灵活度上有很大的帮助 ！

函数指针指向的是函数而非对象，和其他指针一样，函数指针指向某种特定类型，函数的类型由它的返回类型和形参类型共同决定，与函数名无关。

bool lengthCompare(const string &,const string &);

该函数的类型是bool(const string& ,const string&)。想要声明一个指向改函数的指针，只需要用指针特换函数名即可:

bool (*pf)(const string&, const string&);//未初始化

Note： *pf 两端的括号必不可少，如果不写括号，则pf是一个返回值为bool的指针的函数：

//声明一个名为pf的函数，该函数返回bool*
bool *pf(const string &, const string &);

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• typedef简化函数指针的定义

现在我们来定义三个函数指针：

bool(*pf1)(const string &, const string &);
bool(*pf2)(const string &, const string &);
bool(*pf3)(const string &, const string &);

 

有没有发现一个问题，每次定义都需要这么长，有没有好的办法呢，当然是有的，我们可以用到typedef：

typedef bool(*cmpFcn)(const string &, const string &);
//bool(*pf1)(const string &, const string &);
//bool(*pf2)(const string &, const string &);
//bool(*pf3)(const string &, const string &);
cmpFcn pf1;
cmpFcn pf2;
cmpFcn pf3;

 

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• 指向函数的指针的初始化和赋值

函数指针的赋值：

pf = lengthCompare ;
pf = &lengthCompare ;

因为在C/C++里函数名就是地址，所以以上两者都等价，都可以给函数指针赋值。

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• 通过指针调用函数

可以直接使用指向函数的指针调用函数，无须提前解引用：

bool b1=pf("hello","goodbye");
bool b2=(*pf)("hello","goodbye");
bool b3=LengthCompare("hello","goodbye");
//三个等价调用

指向不同函数类型的指针之间不存在转换规则。

我们可以为函数指针赋一个 nullptr或者0 的整型常量表达式，表示该指针没有指向任何一个函数。

bool lengthCompare(const string &s1, const string &s2) {
    return s1.size() == s2.size();
}

string::size_type sumLength(const string &s1, const string &s2) {
    return s1.size() + s2.size();
}
bool cstringCompare(char *s1, char *s2) {
    return strlen(s1) == strlen(s2);
}

pf1 = 0;
pf2 = lengthCompare;
//pf3 = sumLength;
//pf4 = cstringCompare;

如果函数返回类型不匹配（如上）、或者形参不匹配，也会报错！

 

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• 函数指针形参

虽然不能定义函数类型的形参，但是形参可以是指向函数的指针。此时，形参看起来是函数类型，实际上确实当成指针使用：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
typedef bool(*cmpFcn)(const string &, const string &);
//bool(*pf1)(const string &, const string &);
//bool(*pf2)(const string &, const string &);
//bool(*pf3)(const string &, const string &);
bool lengthCompare(const string &s1, const string &s2) {
    return s1.size() == s2.size();
}//第三个形参是函数类型，它会自动地转成指向函数类型的指针
void useBigger(const string &s1, const string &s2, bool(*pf)(const string&, const string&)) {
    cout << pf(s1, s2) << endl;
}

int main()
{    
    cmpFcn pf = lengthCompare;
    useBigger("hi", "func", pf);
    system("pause");
    return 0;
}

 

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• 返回指向函数的指针

和数组类似，虽然不能返回一个函数，但是能返回指向函数类型的指针，然而我们必须把返回类型写成指针形式，编译器不会自动地将函数返回类型当成对应的指针类型处理。

#include<iostream>
#include<string>
#include<vector>
using namespace std;

int demo(int *p, int a) {
    return 12;
}

// ff是一个函数，有一个形参x，返回结果是一个函数指针int(*)(int *,int)
int (*ff(int x))(int *, int) {
    cout << x << endl;
    return demo;
}

int main()
{    
    int a = 5;
    cout << ff(2)(&a, a)<< endl;
    system("pause");
    return 0;
}

同样，要想声明一个返回函数类型的指针，最简单的方法是使用类型别名：

typedef int (*PF)(int *, int);

PF是一个函数指针，指向的函数有两个形参。

于是就可以这么写了：

// ff是一个函数，有一个形参x，返回结果是一个函数指针int(*)(int *,int)
//int(*ff(int x))(int *, int) {
//    cout << x << endl;
//    return demo;
//}

PF ff(int x) {
    cout << x << endl;
    return demo;
}

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• 指向重载函数的指针

编译器通过指针类型决定选取那个函数，指针类型必须与重载函数中的一个精确匹配。

#include<iostream>
#include<string>
#include<vector>
using namespace std;
void ff(vector<double> vec) {
    cout << "ff(vector<double vec)" << endl;
}

void ff(unsigned int x) {
    cout << "ff(unsigned int x)" << endl;
}

int main()
{    
    //void(*pf)(int x) = &ff;    报错
    void (*pf)(unsigned int x) = &ff;
    //double (*pf2)(vector<double>) = &ff;   报错
    void (*pf2)(vector<double>) = &ff;
    system("pause");
    return 0;
}