深入浅出——理解c/c++函数指针

函数的类型与地址

我们来看下面这个典型的函数：

int foo()
{
    return 5;
}

显然foo 是函数名，而int是函数返回值的类型。但是，函数有类型吗？有，函数有自己的类型，比如上面这个函数的类型即为“无参数且返回类型为整型”的函数。我们可以这么表示这种类型int (*somefunction)()，同样的，如果是“有两个整形参数且返回值是布尔型”的我们可以这么表示bool (someotherfunction)(int, int)
有人认为这个不属于函数的类型，其实吧我只是觉着这么解释容易理解，你当然也可以不这么想。
和变量一样，函数在内存中有固定的地址。函数的实质也是内存中一块固定的空间。
比如，当我这样调用函数foo()：
cout << reinterpret_cast<void>(foo);
或者这样：
std::cout<<foo; //在我的机器上打印出来的是数字1，而不是地址，
// 也有说是true的。
// 如果你用python，直接打印函数名（不带括号），出来的肯定是地址
结果是内存中的一个地址：0x103f87e20（具体取决于你的编译器）
函数指针

对于变量我们可以用int *a这样的语法创建一个指针，如果我们想写一个指向函数的指针我们可以这么写：
int(*funcPtr)(); //funcPtr is short for ‘function pointer’/函数指针
//或者我们也可以这么写,如果你需要一个静态的函数指针
int (*const funcPtr)();
另外，对于 const int(*funcPtr),意思是这个指针指向的函数的返回值是常量

把一个函数赋值给函数指针

int foo()
{
    return 5;
}
 
int goo()
{
    return 6;
}
 
int main()
{
    int (*funcPtr)() = foo; // funcPtr 现在指向了函数foo
    funcPtr = goo; // funcPtr 现在又指向了函数goo
 //但是千万不要写成funcPtr = goo();这是把goo的返回值赋值给了funcPtr
    return 0;
}
再来一波函数练习一下
int foo();
double goo();
int hoo(int x);
 
// 给函数指针赋值
int (*funcPtr1)() = foo; // 可以
int (*funcPtr2)() = goo; // 错误！返回值不匹配！
double (*funcPtr4)() = goo; // 可以
funcPtr1 = hoo; // 错误，因为参数不匹配，funcPtr1只能指向不含参数的函数，而hoo含有int型的参数
int (*funcPtr3)(int) = hoo; // 可以，所以应该这么写
另外，可以这么写
int foo(){
    return 5;
}
int main()
{
    int (*funcPtr1)() = foo;
    int (*funcPtr2)() = &foo; // c++会隐式得把foo转换成&foo，所以你无需再加入&
    std::cout << funcPtr1() << std::endl;
    std::cout << funcPtr2() << std::endl;
}
结果：
5
5
通过函数指针调用函数

int foo(int x)
{
    return x;
}
 
int main()
{
    int (*funcPtr)(int) = foo; 
    (*funcPtr)(5); // 通过funcPtr调用foo(5)
    funcPtr(5) // 也可以这么使用，在一些古老的编译器上可能不行
    return 0;
}

把函数作为参数传入另一个函数

第一个栗子

#include <iostream>
int add(int a, int b){
    return a+b;
}
int sub(int a, int b){
    return a-b;
}
void func(int e, int d, int(*f)(int a, int b)){ // 这里才是我想说的，
// 传入了一个int型，双参数，返回值为int的函数
    std::cout<<f(e,d)<<std::endl;
}
int main()
{
    func(2,3,add);
    func(2,3,sub);

    return 0;
}

第二个栗子
首先我们来看这个简单的冒泡排序

我们用ascending和descending两个函数代替大小判断，这样在调用的时候就可以选择是升序或者降序排列了

#include <iostream>
template <typename T>
bool ascending(T x, T y) {
    return x > y; 
}
template <typename T>
bool descending(T x, T y) {
    return x < y;
}
template<typename T>
void bubblesort(T *a, int n, bool(*cmpfunc)(T, T)){
    bool sorted = false;
    while(!sorted){
        sorted = true;
        for (int i=0; i<n-1; i++)
            if (cmpfunc(a[i], a[i+1])) {
                std::swap(a[i], a[i+1]);
                sorted = false;
            }
        n--;
    }
}

int main()
{
    int a[8] = {5,2,5,7,1,-3,99,56};
    int b[8] = {5,2,5,7,1,-3,99,56};

    bubblesort<int>(a, 8, ascending);

    for (auto e:a) std::cout << e << " ";
    std::cout << std::endl;

    bubblesort<int>(b, 8, descending);

    for (auto e:b) std::cout << e << " ";

    return 0;
}
// -3 1 2 5 5 7 56 99 
// 99 56 7 5 5 2 1 -3 [Finished in 0.4s]
设置默认函数
void bubblesort(T *a, int n, bool(*cmpfunc)(T, T) = ascending)
完。