C++指针类型的基本理论和使用方式-学习记录

一、指针简概

（一）指针定义

指针（pointer）是“指向（point to）”另外一种类型的复合类型。与引用类似，指针也实现了对其他对象的间接访问。然而指针与引用相比又有很多不同点。其一，指针本身就是一个对象，允许对指针赋值和拷贝，而且在指针的生命周期内它可以先后指向几个不同的对象。其二，指针无须在定义时赋初值。和其他内置类型一样，在块作用域内定义的指针如果没有被初始化，也将拥有一个不确定的值（通常为避免“无效指针/野指针”的出现，会将指针初始化为空值（如nullptr、NULL、0））[1]。

补充说明：

1. 指针存放某个对象的地址，想要获取该地址，需要使用取地址符（操作符&）；

2. 如果指针指向了一个对象，则允许使用解引用符（操作符*）来访问该对象。

（二）空类型指针（Void *ptr）

空类型指针（泛型指针或void*）是C++提供的一种特殊的指针类型，空类型指针可以指向任意非常量数据类型，空类型指针表明相关的值是个地址，但该地址的对象类型未知。空类型指针常被用于“对象的确切类型未知”、“在特定环境下对象的类型会发生变化”或者“需要持有地址值（比较多个地址）”的情况。

注意事项：

1. 不能够直接操作空类型指针所指向的对象，只能传送该地址值或将它与其他地址值作比较。由于没有类型信息可用来指导编译器解释底层的位模式，void*类型指针不能直接被解除引用（若需要操作空类型指针所指向的对象，必须显式转换为对应类型指针）；

2. 在显式转换（强制类型转换，即包含static_cast、dynamic_cast、const_cast和reinterpret_cast强制类型转换操作符）中，任何非const数据类型的指针都可以被赋值给void*类型的指针（const数据类型的指针对应const void*）。相反，void*类型的指针必须先被转换成某种特定类型的指针，才能够被赋值给某种特定类型的指针。

（三）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。

bool (*ptr)(const string &,const string &) = nullptr;

上述函数指针初始化示例中，ptr为函数指针，该函数指针类型为bool (*)(const string &,const string &)。ptr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。

函数指针使用基本说明（p222）：

1. 函数名作为一个值使用时，该函数自动地转换为指针；

2. 可以直接使用指向函数的指针来调用该函数，无须提前解引用指针；

3. 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（即返回类型、形参列表精准匹配）；

4. 在函数指针作为函数形参的情况下，函数类型实际上作为指针使用（编译器自动转换）；在函数返回类型是指向函数的指针时，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；

5. 明确函数类型和函数指针类型的区别，int(int*,int)是函数类型，int(*)(int*,int)是函数指针类型。

***简化使用函数指针代码的方法[1][3]

当函数指针作为函数的形参时，函数的声明会因为直接使用函数指针类型而显得冗长且繁琐。然而，使用类型别名和decltype能简化使用了函数指针的代码，简化示例如下：

bool lengthCompare(const string &,const string &); // 函数原型

// Func和Func2是函数类型（下述两行代码等效）

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

typedef decltype(lengthCompare) Func2;

// FuncP和FuncP2是指向函数的指针（下述两行代码等效）

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

typedef decltype(lengthCompare) *FuncP2;

二、基于动态链接库(DLL)的函数调用方式

在C++高级编程语言中，可以使用LoadLibrary和GetProcAddress函数进行动态链接库内函数的动态加载使用。

// 1.导入头文件
#include <windows.h>
#include <iostream>// 2.使用LoadLibrary函数加载DLL文件
HINSTANCE hDll = LoadLibrary("DLL文件存储地址");
if (hDll == NULL)
{std::cout<< "DLL file cannot be opened!" <<endl;
}// 3.加载DLL成功后，使用GetProcAddress函数来获取DLL中函数的地址
// 假设DLL中有一个名为ExampleFunction的函数，其原型为int ExampleFunction(int arg1,int arg2)
typedef int(*PFN_EXAMPLE_FUNCTION)(int, int);
PFN_EXAMPLE_FUNCTION pfn = (PFN_EXAMPLE_FUNCTION)GetProcAddress(hDll,"ExampleFunction");  
if (pFunction == NULL)
{std::cout<< "DLL file cant be open!" <<endl;FreeLibrary(hDll);
}// 通过函数指针来调用函数
int result = pfn(1, 2);
FreeLibrary(hDll);