C++函数指针的用法详解-C/C++开发

C++函数指针详细理解

函数指针初识

函数指针是指向函数的指针,并不等于函数，它能够执行函数的操作，可以跟指针变量一起来理解，其基本声明格式为:

type (*ptrname)(形参列表);

例子，声明一个比较两个字符串大小的函数指针

bool (*cp)(const string s1, const string s2);

需要注意的是，不要去掉括号!!!如果去掉括号，含义就变成了返回一个bool指针的函数的声明！

函数指针指向函数类型

在使用函数指针时，函数指针可以发挥与函数相同的功效，即也可以起到执行任务的作用，但是函数指针需要初始化，而且不存在函数指针类型的转换，在进行初始化的时候，函数指针可以被赋值为nullptr或常量NULL,或者指向一个函数，但是，指向这个函数时，需要有严格的要求，它需要严格按照两者的返回类型，形参列表相对应

例子

// 两个示例函数
bool compareLength(const string s1, const string s2){
    //当s1的长度大于s2的长度，返回true，否则返回false
    return s1.size() > s2.size()?true:false;
}

int getLength(const string s1){
    //返回字符串的长度
    return s1.size();
}

// 初始化前面定义的cp函数指针
cp = nullptr;  // 正确，初始化为空
cp = NULL;     // 正确，初始化为空常量NULL
cp = compareLength;  // 正确，函数的返回形式和形参列表和类型都是一样的
cp = getLength;		 // 错误，返回类型和形参列表不一样

使用函数

接着上面的思路，函数调用的方式可以这样写

// 函数指针调用函数
cp(s1, s2);

// 调用2
(*cp)(s1, s2);

// 函数调用，与cp一样
compareLength(s1, s2);

函数指针作为形参使用

可以将函数或者函数指针作为某一个函数的形式参数传入并使用，如C++11的thread头文件线程的构造函数中急需要传递一个函数指针的实例

#include<thread>

std::thread t(函数指针, ..Args);

其声明定义形式如下，比如将上面定义的函数或函数指针传入一个新的函数中，作为两者的比较依据

int packageFunc(const string &s1, const string &s2, bool comp(const string &s1, const string &s2)){
    if(comp(s1, s2)){
        cout<<"Yes"<<endl;
    }else{
        cout<<"No"<<endl;
    }
}

// 或者以指针的形式来声明函数形参, 这种定义与上面那种定义是等价的
int packageFunc(const string &s1, const string &s2, bool (*cp)(const string &, const string &));

考虑到这样的形式参数声明太过冗长，可以使用typedef和decltype来简化操作，比如上面代码又可以这样写

typedef bool Func(const string&, const string&);
int packageFunc(const string &s1, const string &s1, Func);

// 或者写成这样，这条语句与上面的typedef声明语句等价
typedef decltype(compareLength) Func2;
int packageFunc(const string &s1, const string &s1, Func2)

或者定义成函数指针的形式

typedef bool (*fp)(const string &, const string &);
int packageFunc(const string s1, const string s2, fp)；

// 定义成函数指针的形式，与上面的声明等价
typedef decltype(compareLength) *fp_ptr;
int packageFunc(const string s1, const string s2, fp_ptr)；

或者还可以这样写

using fp = bool (*)(const string &, const string &);

typedef：是自定义数据类型的声名符，可以用于定义自己的数据类型，与using有相似的地方

decltype:它返回一个函数类型，即对传入的函数类型进行处理，返回一个返回类型和形参定义都与传入函数相等的函数类型，但是它无法将返回的函数类型自动转变为函数指针，所以再需要函数指针是要加*号

函数指针作为返回值

函数指针也可作为返回值，比如传统的Unix进程间通过signal通信的方式的signal函数就会返回函数指针类型，如

#include<signal.h>

函数指针 = signal(SIGABRT, 函数句柄);
// 其返回的就是一个函数指针，即上一个与这个信号绑定的函数句柄，如果是第一次绑定返回NULL

但是函数类型不可，依据上面的简要声明，

using F = int(int *, int);
using PF = int (*)(int*, int);

PF f1(int); // 正确，PF为指函数的指针
F  f2(int); // 错误，F为函数类型
F* f3(int); // 正确，显式的制定了函数返回函数指针的形式

也可以直接声明，但是不太好理解，会导致代码的可读性差，不建议这样做

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

还可以以后置形式声明一个函数返回一个函数指针类型

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

练习

编写函数的声明，令其接收两个int形参并且返回类型也是int;然后声明一个vector对象，零其元素执行函数的指针

#include<iostream>
#include<vector>

using namespace std;

int func1(int a, int b){
    // 加法
    return a+b;
}

int func2(int a, int b){
    // 减法
    return a - b;
}

int main(int argc, char *argv[]){
    decltype(func1) *p1 = func1, *p2 = func2;
    vector<decltype(func1)*> s = {p1,p2};
    int a = 10,b = 5;
    printf("add:[%d + %d = %d]\n", a, b, s[1](a,b));
    printf("sub:[%d - %d = %d]\n", a, b, s[1](a,b));
}