C++函数指针

最新推荐文章于 2025-06-06 20:12:34 发布

openthegate

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文章标签： c++ 开发语言

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/openthegate/article/details/148120265

在C++中，函数指针是一种指向函数的指针变量，允许在运行时动态选择并调用不同的函数。它为代码提供了更高的灵活性和可扩展性，常用于回调机制、策略模式等场景。

与数据项相似，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，对于用户来说这些地址并不重要，但是对于程序来说非常有用。可以编写将另一个函数的地址作为参数的函数，这样第一个函数将能够找到第二个函数并且允许它。与直接调用另一个函数相比，这种方法很笨拙，但是允许在不同的时间传递不同的地址，这意味着可以在不同的时间使用不同的函数。说到底就是能够把函数也作为一个参数传入到另一个函数当中，个人认为也是实现多态和代码复用的一种方式。

在C++中，函数指针是一种指向函数的指针变量，允许在运行时动态选择并调用不同的函数。它为代码提供了更高的灵活性和可扩展性，常用于回调机制、策略模式等场景。以下是函数指针的详细说明：

一、函数指针的基本概念

1. 定义与声明

函数指针的声明需指定函数的返回类型和参数类型，语法如下：

// 声明一个函数指针类型
返回类型 (*指针变量名)(参数类型1, 参数类型2, ...);

// 示例：指向返回int且接受两个int参数的函数的指针
int (*funcPtr)(int, int);

这里有一个点非常绕：

为了提供正确的运算符优先级，这里在声明一个函数指针类型时一定要使用括号。*funcPtr（in t,int）表示funcPtr是一个返回指针的函数，而（*funcPtr）（int,int）表示funcPtr是一个指向函数的指针，两者的区别还是很大的。前者是声明了一个函数，而后者是声明了一个函数指针。

2. 赋值与调用

赋值：直接将函数名（函数地址）赋给指针。
调用：通过指针调用函数。

获取函数地址的方式：

只使用函数名（后面不跟参数即可）：

例如：

add（）是一个函数

funcptr=add; 即可获得add函数的地址

或者使用&显式获取函数地址

// 定义目标函数
int add(int a, int b) { return a + b; }
int subtract(int a, int b) { return a - b; }

// 赋值
funcPtr = add;         // 正确，函数名隐式转换为地址
funcPtr = &subtract;   // 正确，显式取地址

// 调用
int result1 = funcPtr(3, 5);    // 简洁写法：输出8或-2（取决于指向的函数）
int result2 = (*funcPtr)(3, 5); // 传统写法

二、函数指针的典型用途

1. 回调函数（Callback）

将函数作为参数传递给其他函数，实现灵活的逻辑控制。

#include <iostream>

// 回调函数类型定义
typedef void (*Logger)(const std::string&);

// 使用回调的函数
void processData(Logger logger) {
    logger("Processing started...");
    // ... 其他逻辑
}

// 具体实现回调的函数
void consoleLog(const std::string& msg) {
    std::cout << "[LOG] " << msg << std::endl;
}

int main() {
    processData(consoleLog); // 传递函数指针
    return 0;
}

2. 策略模式（Strategy Pattern）

根据不同条件动态切换算法或行为。

// 定义排序策略
typedef void (*SortStrategy)(int*, int);

void bubbleSort(int* arr, int size) { /* 冒泡排序实现 */ }
void quickSort(int* arr, int size) { /* 快速排序实现 */ }

int main() {
    int data[] = {5, 2, 7, 1};
    SortStrategy strategy = quickSort; // 动态选择策略
    strategy(data, 4);
    return 0;
}

三、进阶用法与技巧

1. 使用`typedef`或`using`简化类型

避免重复冗长的声明，提升代码可读性。

// 使用typedef
typedef int (*MathFunc)(int, int);
MathFunc funcPtr = add;

// 使用C++11的using
using MathFunc = int (*)(int, int);
MathFunc funcPtr = subtract;

2. 函数指针数组

将多个函数指针存入数组，便于批量调用。

int (*operations[])(int, int) = {add, subtract};

// 调用数组中第一个函数（add）
int result = operations[0](10, 5); // 15

3. 函数指针作为返回值

函数可以返回另一个函数的指针。

MathFunc getOperation(char op) {
    if (op == '+') return add;
    return subtract;
}

// 使用
MathFunc func = getOperation('+');
func(8, 3); // 11

四、成员函数指针

类的成员函数指针需额外指定类作用域，并通过对象调用。

class Calculator {
public:
    int multiply(int a, int b) { return a * b; }
};

// 声明成员函数指针类型
using MemberFuncPtr = int (Calculator::*)(int, int);

int main() {
    Calculator calc;
    MemberFuncPtr func = &Calculator::multiply;

    // 调用成员函数指针
    int result = (calc.*func)(4, 5); // 20
    return 0;
}