函数指针详解

选自《C++ Primer Plus（第六版）》

  与数据项类似，函数也有地址。函数的地址是存储其机器语言代码的内存的开始地址。

  1.函数指针的基础知识

  首先通过一个例子来阐述这一过程。假设要设计一个名为estimate()的函数，估算编写指定行数的代码所需的时间，并且希望不同的程序员都将使用该函数。对于所有的用户来说，estimate()中一部分代码都是相同的，但该函数允许每个程序员提供自己的算法来估算时间。为了实现这种目标，采用的机制是，将程序员要使用的算法函数的地址传递给estimate()。为此，必须能够完成下面的工作：

• 获取一个函数的地址；
• 声明一个函数指针；
• 使用函数指针来调用函数

  1.获取函数的地址
  获取函数的地址很简单：只要使用函数名（后面不跟参数）即可。注意传递的是函数地址还是函数的返回值，假如think()是一个函数，那么有：

process(think);  //passes address of think() to processthought(think()); //passes return value of think() to thought

  2.声明函数的指针
  声明函数指针时，必须要指定函数的返回类型以及函数的特征标(参数列表)。例如：
  double pam(int); //prototype
  则正确的指针类型声明如下：

double (*pf)(int); //pf points to function that takes one int                     //argument and that returns type doublepf=pam;   //pf now points to the pam() function

  这时pf就是函数指针，(*pf)就是函数。注意pam()的特征标和返回类型必须与pf相同。
  ps：区分函数指针和返回指针的函数：
  因为括号的优先级比*运算符高，因此*pf(int)意味着pf()是一个返回指针的函数，而(*pf)(int)意味着pf是一个指向函数的指针。

double (*pf)(int);  //pf points to a function that returns doubledouble *pf(int);  //pf() a function that returns a pointer-to-double

  3.使用函数指针来调用函数
  这步比较简单，如下：

double pam(int); double (*pf)(int);pf=pam;  //pf now points to the pam() function double x=pam(4); //call pam() using the function namedouble y=(*pf)(5); //call pam() using the pointer pf

  实际上，C++也允许像使用函数名那样使用of:
  double y=pf(5); //also call pam() using the pointer pf
  第一种格式虽然不太好看，但它给出了强有力的提示——代码正在使用函数指针。

  2.函数指针示例

  程序清单：

#include<iostream>double betsy(int);double pam(int);void estimate(int lines,double (*pf)(int));int main(){    using namespace std;    int code;    cout<<"How many lines of code do you need? ";    cin>>code;    cout<<"Here's Betsy's estimate:\n";    estimate(code,betsy);    cout<<"Here's Pam's estimate:\n";    estimate(code,pam);}double betsy(int lns){    return 0.05*lns;}double pam(int lns){    return 0.03*lns+0.0004*lns*lns;}void estimate(int lines,double (*pf)(int)){    using namespace std;    cout<<lines<<" lines will take: ";    cout<<(*pf)(lines)<<" hour(s)\n";}

  简要解释：该程序两次调用estimate()函数，一次传递betsy()函数的地址，另一次传递pam()函数的地址。
  运行结果：
  

  3.深入探讨函数指针

const double* f1(const double ar[],int n);const double* f2(const double [],int);const double* f3(const double *,int);//这些函数实际上是相同的const double* (*p1)(const double *,int);//可在声明的同时进行初始化：const double* (*p1)(const double *,int)=f1;//使用C++11的自动类型推断功能，代码要简单的多auto p2=f2;  //C++11 automatic type deductioncout<<(*p1)(av,3)<<": "<<*(*p1)(av,3)<<endl;cout<<p2(av,3)<<": "<<*p2(av,3)<<endl;

  根据前面讲的，(*p1)(av,3)和p2(av,3)都调用指向的函数(这里为函数f1()和f2())，并将av和3作为参数。因此，显示的是这两个函数的返回值。返回值的类型为const double*(即double值的地址)，因此在每条cout语句中，前半部分显示的是一个double值的地址；为了查看存储在这些地址处的实际值，需要将运算符*应用于这些地址，如表达式*(*p1)(av,3)和*p2(av,3)。
  鉴于需要使用三个函数，如果有一个函数指针数组将很方便。这样，将可使用for循环通过指针一次调用每个函数。声明方法如下（包括初始化）：
  const double* (*pa[3])(const double *,int)={f1,f2,f3};
  ps：因为运算符[]的优先级高于*，所以这里pa是一个包含三个指针的数组，其中每个指针都指向这样的函数，即将const double*和int作为参数，并返回一个const double *
  这里不能用auto。自动类型推断只能用于单值初始化，而不能用于初始化列表。

//调用函数的两种写法const double * px=pa[0](av,3);const double * py=(*pa[1])(av,3);//获得指向的double值，可使用运算符*double x=*pa[0](av,3);double y=*(*pa[1])(av,3);

  区分指向数组的指针和函数指针数组：

*pd[3]; //an array of 3 pointers(*pd)[3]; // a pointer to an array of 3 elements

  这样就会使指针的使用显得非常恐怖，关于的指针的特性还有待进一步的了解。