C++学习之普通函数指针与成员函数指针

http://blog.csdn.net/lisonglisonglisong/article/details/38353863

函数指针（function pointer）是通过指向函数的指针间接调用函数。相信很多人对指向一般函数的函数指针使用的比较多，而对指向类成员函数的函数指针则比较陌生。我最近也被问到了这方面的问题，心中却也没有清晰的答案。故决定去查阅资料，并按照自己的思路写下这篇学习总结。


一、普通函数指针

通常我们所说的函数指针指的是指向一般普通函数的指针。和其他指针一样，函数指针指向某种特定类型，所有被同一指针运用的函数必须具有相同的形参类型和返回类型。

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  1. int (*pf)(int, int);   // 声明函数指针  

这里，pf指向的函数类型是int (int, int)，即函数的参数是两个int型，返回值也是int型。注：*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int指针的函数。

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  1. #include<iostream>  
  2. #include<string>  
  3. using namespace std;  
  4.   
  5. typedef int (*pFun)(int, int);  // typedef一个类型  
  6.   
  7. int add(int a, int b){  
  8.     return a+b;  
  9. }  
  10.   
  11. int mns(int a, int b){  
  12.     return a-b;  
  13. }  
  14.   
  15. string merge(const string& s1, const string& s2){  
  16.     return s1+s2;  
  17. }  
  18.   
  19. int main()  
  20. {  
  21.     pFun pf1 = add;    
  22.     cout << (*pf1)(2,3) << endl;  // 调用add函数  
  23.     pf1 = mns;  
  24.     cout << (*pf1)(8,1) << endl;  // 调用mns函数  
  25.     string (*pf2)(const string&, const string&) = merge;  
  26.     cout << (*pf2)("hello ", "world") << endl;  // 调用merge函数  
  27.     return 0;  
  28. }  

如示例代码，直接声明函数指针变量显得冗长而烦琐，所以我们可以使用typedef定义自己的函数指针类型。另外，函数指针还可以作为函数的形参类型，实参则可以直接使用函数名。


二、成员函数指针

成员函数指针（member function pointer）是指可以指向类的非静态成员函数的指针。类的静态成员不属于任何对象，因此无须特殊的指向静态成员的指针，指向静态成员的指针与普通指针没有什么区别。与普通函数指针不同的是，成员函数指针不仅要指定目标函数的形参列表和返回类型，还必须指出成员函数所属的类。因此，我们必须在*之前添加classname::以表示当前定义的指针指向classname的成员函数：

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  1. int (A::*pf)(int, int);   // 声明一个成员函数指针  
同理，这里 A::*pf 两端的括号也是必不可少的，如果没有这对括号，则pf是一个返回A类数据成员（int型）指针的函数。注意：和普通函数指针不同的是，在成员函数和指向该成员的指针之间不存在自动转换规则。

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  1. pf = &A::add;   // 正确：必须显式地使用取址运算符（&）  
  2. pf = A::add;    // 错误  
当我们初始化一个成员函数指针时，其指向了类的某个成员函数，但并没有指定该成员所属的对象——直到使用成员函数指针时，才提供成员所属的对象。 下面是一个成员函数指针的使用示例：

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  1. class A;  
  2. typedef int (A::*pClassFun)(int, int);  // 成员函数指针类型  
  3.   
  4. class A{  
  5. public:  
  6.     int add(int m, int n){  
  7.         cout << m << " + " << n << " = " << m+n << endl;  
  8.         return m+n;  
  9.     }  
  10.     int mns(int m, int n){  
  11.         cout << m << " - " << n << " = " << m-n << endl;  
  12.         return m-n;  
  13.     }  
  14.     int mul(int m, int n){  
  15.         cout << m << " * " << n << " = " << m*n << endl;  
  16.         return m*n;  
  17.     }  
  18.     int dev(int m, int n){  
  19.         cout << m << " / " << n << " = " << m/n << endl;  
  20.         return m/n;  
  21.     }  
  22.   
  23.     int call(pClassFun fun, int m, int n){   // 类内部接口  
  24.         return (this->*fun)(m, n);  
  25.     }  
  26. };  
  27.   
  28. int call(A obj, pClassFun fun, int m, int n){   // 类外部接口  
  29.     return (obj.*fun)(m, n);  
  30. }  
  31.   
  32. int main()  
  33. {  
  34.     A a;  
  35.     cout << "member function 'call':" << endl;  
  36.     a.call(&A::add, 8, 4);  
  37.     a.call(&A::mns, 8, 4);  
  38.     a.call(&A::mul, 8, 4);  
  39.     a.call(&A::dev, 8, 4);  
  40.     cout << "external function 'call':" << endl;  
  41.     call(a, &A::add, 9, 3);  
  42.     call(a, &A::mns, 9, 3);  
  43.     call(a, &A::mul, 9, 3);  
  44.     call(a, &A::dev, 9, 3);  
  45.     return 0;  
  46. }  
如示例所示，我们一样可以使用 typedef 定义成员函数指针的类型别名。另外， 我们需要留意函数指针的使用方法 ：对于普通函数指针，是这样使用 (*pf)(arguments) ，因为要调用函数，必须先解引用函数指针，而函数调用运算符()的优先级较高，所以 (*pf) 的括号必不可少；对于成员函数指针，唯一的不同是需要在某一对象上调用函数，所以只需要加上成员访问符即可：

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  1. (obj.*pf)(arguments)         // obj 是对象  
  2. (objptr->*pf)(arguments)     // objptr是对象指针   

三、函数表驱动

对于普通函数指针和指向成员函数的指针来说，一种常见的用法就是将其存入一个函数表（function table）当中。当程序需要执行某个特定的函数时，就从表中查找对应的函数指针，用该指针来调用相应的程序代码，这个就是函数指针在表驱动法中的应用。

表驱动法（Table-Driven Approach）就是用查表的方法获取信息。通常，在数据不多时可用逻辑判断语句（if…else或switch…case）来获取信息；但随着数据的增多，逻辑语句会越来越长，此时表驱动法的优势就体现出来了。

[cpp] view plain copy
  1. #include<iostream>  
  2. #include<string>  
  3. #include<map>  
  4. using namespace std;  
  5.   
  6. class A;  
  7. typedef int (A::*pClassFun)(int, int);  
  8.   
  9. class A{  
  10. public:  
  11.     A(){    // 构造函数，初始化表  
  12.         table["+"] = &A::add;  
  13.         table["-"] = &A::mns;  
  14.         table["*"] = &A::mul;  
  15.         table["/"] = &A::dev;  
  16.     }  
  17.     int add(int m, int n){  
  18.         cout << m << " + " << n << " = " << m+n << endl;  
  19.         return m+n;  
  20.     }  
  21.     int mns(int m, int n){  
  22.         cout << m << " - " << n << " = " << m-n << endl;  
  23.         return m-n;  
  24.     }  
  25.     int mul(int m, int n){  
  26.         cout << m << " * " << n << " = " << m*n << endl;  
  27.         return m*n;  
  28.     }  
  29.     int dev(int m, int n){  
  30.         cout << m << " / " << n << " = " << m/n << endl;  
  31.         return m/n;  
  32.     }  
  33.     // 查找表，调用相应函数  
  34.     int call(string s, int m, int n){  
  35.         return (this->*table[s])(m, n);  
  36.     }  
  37. private:  
  38.     map<string, pClassFun> table;  // 函数表  
  39. };  
  40.   
  41. // 测试  
  42. int main()  
  43. {  
  44.     A a;  
  45.     a.call("+", 8, 2);  
  46.     a.call("-", 8, 2);  
  47.     a.call("*", 8, 2);  
  48.     a.call("/", 8, 2);  
  49.     return 0;  
  50. }  
上面是一个示例，示例中的“表”通过map来实现（当然也可以使用数组）。表驱动法使用时需要注意：一是如何查表，从表中读取正确的数据；二是表里存放什么，如数值或函数指针。




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