C++学习之普通函数指针与成员函数指针

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较多,而对指向类成员函数指针则比较的陌生。

一、普通函数指针

通常我们所说得函数指针指向一般普通函数指针,和其他的指针一样,函数指针指向某种特定的类型,所有被同一指针运用的函数必须指向某种特定的类型,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.
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int指针的函数。

Code

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;


typedef int (*pFun) (int,int);//typedef一个类型

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;//调用add函数
    
    pf1 = mns;
    
    cout << (*pf1)(8,1) << endl;//调用mns函数
    
    string (*pf2)(const string&,const string&) = merge;//调用merge函数
    
    cout << (*pf2)("hello","world") << endl;
    return 0;

}

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指针,指向静态成员的指针和普通指针没有什么区别,与普通函数指针的区别是,成员函数指针不仅要指定目标函数的形参列表和返回值类型,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：

int (A::*pf)(int,int);//声明一个函数指针

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。

pf = &A::add;   // 正确：必须显式地使用取址运算符（&）
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.

code

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;


class A;
typedef int (A::*pClassFun)(int,int);


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){ //类内部接口
    
        return (this ->*fun)(m,n);
    
    }
};

int call(A obj,pClassFun fun,int m,int n)//类外部接口
{

    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：

(obj.*pf)(arguments)         // obj 是对象
(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。



#include<iostream>
#include<string>
#include<map>
using namespace std;

class A;
typedef int (A::*pClassFun)(int, int);

class A{
public:
    A(){    // 构造函数，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，调用相应函数
    int call(string s, int m, int n){
        return (this->*table[s])(m, n);
    }
private:
    map<string, pClassFun> table;  // 函数表
};

// 测试
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。