C++的函數(shù)指針（function pointer）是通過(guò)指向函數(shù)的指針間接調(diào)用函數(shù)。相信很多人對(duì)指向一般函數(shù)的函數(shù)指針使用的比較多，而對(duì)指向類成員函數(shù)的函數(shù)指針則比較陌生。本文即對(duì)C++普通函數(shù)指針與成員函數(shù)指針進(jìn)行實(shí)例解析。
一、普通函數(shù)指針
通常我們所說(shuō)的函數(shù)指針指的是指向一般普通函數(shù)的指針。和其他指針一樣，函數(shù)指針指向某種特定類型，所有被同一指針運(yùn)用的函數(shù)必須具有相同的形參類型和返回類型。
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int (*pf)(int, int); // 聲明函數(shù)指針 |
這里，pf指向的函數(shù)類型是int (int, int)，即函數(shù)的參數(shù)是兩個(gè)int型，返回值也是int型。
注：*pf兩端的括號(hào)必不可少，如果不寫這對(duì)括號(hào)，則pf是一個(gè)返回值為int指針的函數(shù)。
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#include<iostream> #include<string> using namespace std; typedef int (*pFun)(int, int); // typedef一個(gè)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(diào)用add函數(shù) pf1 = mns; cout << (*pf1)(8,1) << endl; // 調(diào)用mns函數(shù) string (*pf2)(const string&, const string&) = merge; cout << (*pf2)("hello ", "world") << endl; // 調(diào)用merge函數(shù) return 0; } |
如示例代碼，直接聲明函數(shù)指針變量顯得冗長(zhǎng)而煩瑣，所以我們可以使用typedef定義自己的函數(shù)指針類型。另外，函數(shù)指針還可以作為函數(shù)的形參類型，實(shí)參則可以直接使用函數(shù)名。
二、成員函數(shù)指針
成員函數(shù)指針（member function pointer）是指可以指向類的非靜態(tài)成員函數(shù)的指針。類的靜態(tài)成員不屬于任何對(duì)象，因此無(wú)須特殊的指向靜態(tài)成員的指針，指向靜態(tài)成員的指針與普通指針沒(méi)有什么區(qū)別。與普通函數(shù)指針不同的是，成員函數(shù)指針不僅要指定目標(biāo)函數(shù)的形參列表和返回類型，還必須指出成員函數(shù)所屬的類。因此，我們必須在*之前添加classname::以表示當(dāng)前定義的指針指向classname的成員函數(shù)：
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int (A::*pf)(int, int); // 聲明一個(gè)成員函數(shù)指針 |
同理，這里A::*pf兩端的括號(hào)也是必不可少的，如果沒(méi)有這對(duì)括號(hào)，則pf是一個(gè)返回A類數(shù)據(jù)成員（int型）指針的函數(shù)。注意：和普通函數(shù)指針不同的是，在成員函數(shù)和指向該成員的指針之間不存在自動(dòng)轉(zhuǎn)換規(guī)則。
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pf = &A::add; // 正確：必須顯式地使用取址運(yùn)算符（&） pf = A::add; // 錯(cuò)誤 |
當(dāng)我們初始化一個(gè)成員函數(shù)指針時(shí)，其指向了類的某個(gè)成員函數(shù)，但并沒(méi)有指定該成員所屬的對(duì)象——直到使用成員函數(shù)指針時(shí)，才提供成員所屬的對(duì)象。下面是一個(gè)成員函數(shù)指針的使用示例：
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class A; typedef int (A::*pClassFun)(int, int); // 成員函數(shù)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(nèi)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(shù)指針的類型別名。另外，我們需要留意函數(shù)指針的使用方法：對(duì)于普通函數(shù)指針，是這樣使用(*pf)(arguments)，因?yàn)橐{(diào)用函數(shù)，必須先解引用函數(shù)指針，而函數(shù)調(diào)用運(yùn)算符()的優(yōu)先級(jí)較高，所以(*pf)的括號(hào)必不可少；對(duì)于成員函數(shù)指針，唯一的不同是需要在某一對(duì)象上調(diào)用函數(shù)，所以只需要加上成員訪問(wèn)符即可：
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(obj.*pf)(arguments) // obj 是對(duì)象 (objptr->*pf)(arguments) // objptr是對(duì)象指針 |
三、函數(shù)表驅(qū)動(dòng)
對(duì)于普通函數(shù)指針和指向成員函數(shù)的指針來(lái)說(shuō)，一種常見的用法就是將其存入一個(gè)函數(shù)表（function table）當(dāng)中。當(dāng)程序需要執(zhí)行某個(gè)特定的函數(shù)時(shí)，就從表中查找對(duì)應(yīng)的函數(shù)指針，用該指針來(lái)調(diào)用相應(yīng)的程序代碼，這個(gè)就是函數(shù)指針在表驅(qū)動(dòng)法中的應(yīng)用。
表驅(qū)動(dòng)法（Table-Driven Approach）就是用查表的方法獲取信息。通常，在數(shù)據(jù)不多時(shí)可用邏輯判斷語(yǔ)句（if…else或switch…case）來(lái)獲取信息；但隨著數(shù)據(jù)的增多，邏輯語(yǔ)句會(huì)越來(lái)越長(zhǎng)，此時(shí)表驅(qū)動(dòng)法的優(yōu)勢(shì)就體現(xiàn)出來(lái)了。
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#include<iostream> #include<string> #include<map> using namespace std; class A; typedef int (A::*pClassFun)(int, int); class A{ public: A(){ // 構(gòu)造函數(shù)，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(diào)用相應(yīng)函數(shù) int call(string s, int m, int n){ return (this->*table[s])(m, n); } private: map<string, pClassFun> table; // 函數(shù)表 }; // 測(cè)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(gè)示例，示例中的“表”通過(guò)map來(lái)實(shí)現(xiàn)（當(dāng)然也可以使用數(shù)組）。表驅(qū)動(dòng)法使用時(shí)需要注意：一是如何查表，從表中讀取正確的數(shù)據(jù)；二是表里存放什么，如數(shù)值或函數(shù)指針。
