函数指针

函数指针

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。例如：

//比较两个string对象的长度

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

该函数的类型是bool(const string&,const string&).要想声明一个可以指向该函数的指针，只需要用指针替换函数名即可：

//pf 指向一个函数，该函数的参数是两个const string的引用，返回值是bool类型

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

从我们声明的名字开始观察，pf前面有个*,因此pf是指针；右侧是形参列表，表示pf指向的是函数；再观察左侧，发现函数的返回类型是布尔值。因此，pf就是一个指向函数的指针，其中该函数的参数是两个const string的引用，返回值是bool类型。

注意：*pf两端的括号必不可少，如果不写这对括号，则pf是一个返回值为bool指针的函数：

//声明一个名为pf函数，该函数返回bool*

bool *pf(const string&,const strng&);

使用函数指针

当我们把函数名作为一个值使用时，该函数自动地转换成指针。例如，按照如下形式我们可以将lengthCompare的地址赋给pf：

pf=lengthCompare;   //pf指向名为lengthCompare的函数

pf=&lengthCompare;   //等价的赋值语句：取地址符是可选的

此外，我们还能直接使用指向函数的指针调用该函数，无须提前解引用指针：

bool b1=pf("hello","goodbye");  //调用lengthCompare函数

bool b2=(*pf)("hello","goodbye");  //等价的调用

bool b3=lengthCompare("hello","goodbye");  //另一个等价的调用

在指向不同函数类型的指针间不存在转换规则，但是和往常一样，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：

string::size_type sumLength(const string&,const string&);
bool cstringCompare(const char*,const char *);
pf=0;   //正确：pf不指向任何函数
pf=sumLength;   //错误：返回类型不匹配
pf=cstringCompare;   //错误：形参类型不匹配
pf=lengthCompare;   //正确：函数和指针的类型精确匹配

重载函数的指针

当我们使用重载函数时，上下文必须清晰地界定到底应该选用哪个函数。如果定义了指向重载函数的指针

void ff(int *);

void ff(usigned int );

void (*pf1)(unsigned int )=ff;   //pf1指向ff(unsigned)

编译器通过指针类型决定选用哪个函数，指针类型必须与重载函数中的某一个精确匹配：

void (*pf2)(int)=ff;  //错误：没有任何一个ff与该形参列表匹配

double (*pf3)(int *)=ff;   //错误：ff和pf3的返回类型不匹配

函数指针形参

和数组类型，虽然不能定义函数类型的返回值，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，实际上却是当成指针使用：

//第三个参数是函数类型，它会自动地转换成指向函数的指针

void useBigger(const string &s1,const string &s2,bool pf(const string &,const string &));

//等价的声明，显式地将形参定义成指向函数的指针

void useBigger(const string &s1,const string &s2,bool (*pf)(const string &,const string &));

我们可以直接把函数作为实参使用，此时它会自动转换成指针：

//自动将函数lengthCompare转换成指向该函数的指针

useBigger(s1,s2,lengthCompare);

正如useBigger的声明语句所示，直接使用函数指针类型显得冗长而繁琐。类型别名和decltype能让我们简化使用了函数指针的代码：

//Func和Func2是函数类型

typedef bool Func(const string &,const string &);

typedef decltype(lengthCompare) Func2;   //等价的类型

//FuncP和FuncP2是指向函数的指针

typedef bool (*FuncP)(const string &,const string &);

typedef decltype(lengthCompare) *FuncP2;  //等价的类型

我们使用typedef定义自己的类型，Func和Func2是函数类型，而FuncP和FuncP2是指针类型。需要注意的是，decltype返回函数类型，此时不会讲函数类型自动转换成指针类型，因为decltype的结果是函数类型，所以只有在结果前面加上*才能得到指针。可以使用如下的形式重新声明useBigger:

//useBigger 的等价声明，其中使用了类型别名

void useBigger(const string&,const string &,Func);

void useBigger(const string &,const string &,FuncP2);

这两个声明语句声明的是同一个函数，在第一条语句中，编译器自动地将Func表示的函数类型转换成指针。

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进行处理。与往常一样，要想声明一个返回函数指针的函数，最简单的办法是使用类型别名：

using F=int(int*,int);  //F是函数类型，不是指针

using PF=int(*)(int*,int);   //PF是指针类型

其中我们使用类型别名将F定义成函数类型，将PF定义成指向函数类型的指针。必须时刻注意的是，和函数类型的形参不一样，返回类型不会自动地转换成指针，我们必须显式地将返回类型指定为指针：

PF f1(int);   //正确：PF是指向函数的指针，f1返回指向函数的指针

F f1(int);    //错误：F是函数类型，f1不能返回一个函数

F *f1(int);  //正确：显式地指定返回类型是指向函数的指针

当然，我们也能用下面的形式直接声明f1：

int (*f1(int))(int *,int);

按照由内向外的顺序阅读这条声明语句：我们看到f1有形参列表，所有f1是个函数；f1前面有*，所有f1返回一个指针：进一步发现，指针的类型本身也包含形参列表，因此指针指向函数，该函数的返回类型是int。

使用尾置类型的方式声明一个返回函数指针的函数：

auto f1(int )->int(*)(int *,int);

将auto和decltype用于函数指针类型

如果我们明确知道返回的函数是哪一个，就能使用decltype简化书写函数指针返回类型的过程。例如假定有两个函数，它们的返回类型都是string::size_type，并且各有两个const string&类型的形参，此时我们可以编写第三个函数，它接受一个string类型的参数，返回一个指针，该指针指向前两个函数中的一个：

string::size_type sumLength(const string&,const string&);

string::size_type largerLength(const string&,const string&);

//根据其形参的取值，getFcn函数返回指向sumLength或者largerLength的指针

decltype(sumLength) *getFcn(const string &);

声明getFcn唯一需要注意的地方是牢记当我们将decltype作用于么讴歌函数值，它返回函数类型而非指针类型，因此，我们显式地加上*以表明我们需要返回指针，而非函数本身。