C++普通函數(shù)指針與成員函數(shù)指針實(shí)例解析

來源：本站原創(chuàng)|時間：2020-01-10|欄目：C語言|點(diǎn)擊：次

C++的函數(shù)指針（function pointer）是通過指向函數(shù)的指針間接調(diào)用函數(shù)。相信很多人對指向一般函數(shù)的函數(shù)指針使用的比較多，而對指向類成員函數(shù)的函數(shù)指針則比較陌生。本文即對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。

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(shù)。

#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(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)成員不屬于任何對象，因此無須特殊的指向靜態(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)：

int (A::*pf)(int, int);  // 聲明一個成員函數(shù)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(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轉(zhuǎn)換規(guī)則。

pf = &A::add;  // 正確：必須顯式地使用取址運(yùn)算符（&） 
pf = A::add;  // 錯誤

當(dāng)我們初始化一個成員函數(shù)指針時，其指向了類的某個成員函數(shù)，但并沒有指定該成員所屬的對象——直到使用成員函數(shù)指針時，才提供成員所屬的對象。下面是一個成員函數(shù)指針的使用示例：

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)先級較高，所以(*pf)的括號必不可少；對于成員函數(shù)指針，唯一的不同是需要在某一對象上調(diào)用函數(shù)，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(shù)表驅(qū)動

對于普通函數(shù)指針和指向成員函數(shù)的指針來說，一種常見的用法就是將其存入一個函數(shù)表（function table）當(dāng)中。當(dāng)程序需要執(zhí)行某個特定的函數(shù)時，就從表中查找對應(yīng)的函數(shù)指針，用該指針來調(diào)用相應(yīng)的程序代碼，這個就是函數(shù)指針在表驅(qū)動法中的應(yīng)用。

表驅(qū)動法（Table-Driven Approach）就是用查表的方法獲取信息。通常，在數(shù)據(jù)不多時可用邏輯判斷語句（if…else或switch…case）來獲取信息；但隨著數(shù)據(jù)的增多，邏輯語句會越來越長，此時表驅(qū)動法的優(yōu)勢就體現(xiàn)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(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(shí)現(xiàn)（當(dāng)然也可以使用數(shù)組）。表驅(qū)動法使用時需要注意：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。

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