Cherno C++ P58 函数指针

这篇文章我们来讲解一下函数指针以及函数指针的作用。在C++当中，函数指针是从C当中继承过来的原始函数指针raw style function pointers，我们使用函数指针这种东西，主要是为了能够把函数赋值给某一个变量，不是函数结果，而是函数本身，从而能让我们更灵活的使用函数方法。目前的话函数是不能做计算的，更像是一个我们拿来调用的符号，但是通过函数指针，我们可以把它传递给一个变量，更进一步的，可以把它传递给其他函数作为输入变量。

从内存上来讲，为什么会有函数指针这种东西？因为我们可以想象，每一个函数都已经被编译为了CPU指令，在我们内存的某一个位置存储着。那么既然如此，我们按理说，就可以使用一个指针，指向存储这个函数的位置，那么我们的函数指针就有了物理实现的基础。一个简单的函数指针的例子如下所示：

static void HelloWorld() {
    std::cout << "Hello World" << std::endl;
}

auto function = HelloWorld;
function();

这样我们就顺利的将函数赋值到了变量function上，而且通过function()我们就可以直接调用对应的函数了。

但是在这里我们偷了个懒，用了个auto来假装我们知道这个函数指针的类型。那么函数指针真正的类型应该是什么样的？

void(*function)();
function = HelloWorld;
function();

可以看到真正的函数指针需要有与对应函数相同的返回值类型以及输入，通过这样定义一个函数指针，然后再用现有函数赋值，才是函数指针的本质用法。

但是这样定义一个变量，我们仔细看看，也未免有些太过于奇怪了，哪有这么定义一个新变量的。为了能够写的更好看一点，我们可以换一种方式，先定义这种函数指针的类型：

typedef void(*HelloWorldFun)();
HelloWorldFun function = HelloWorld;
function();

这样的话我们提前定义了这个类型的函数指针，那么我们就可以像正常定义一个变量一样定义函数指针变量了！

那么如果我们的函数有输入应该怎么处理？答案是需要在函数指针当中指出输入变量的类型，如下所示：

static void HelloWorld(int a) {
    std::cout << "Hello World" << std::endl;
    std::cout << a << std::endl;
}

typedef void(*HelloWorldFun)(int);
HelloWorldFun function = HelloWorld;
function(2);

这样我们就可以正常运行了，当然如果有超过一个变量，那就在定义函数指针的时候多写几个就可以了。

为什么我们要使用函数指针？举个例子，比如我们有一个vector类型变量，我们想要对它内部的每一个变量依次循环做一些操作，我们当然可以选择写一个循环，然后每个变量应用一下对应的函数，但是我们也可以通过传递该函数的指针来进行操作。这样做的好处是只要我们限定了传入函数的输入和返回值类型是相同的，我们可以在不动内部代码的情况下更换每个变量对应的操作函数，我们可以举一个例子看一下：

#include<iostream>
#include<string>
#include<vector>

void PrintValue(int value) {
    std::cout << value << std::endl;
}

void ForEach(const std::vector<int>values, void(*func)(int)) {
    for (int value: values) {
        func(value);
    }
}

int main() {
    std::vector<int> values = { 1, 2, 3 };
    ForEach(values, PrintValue);
    std::cin.get();
}

在我们给出的例子当中，我们有一个打印int的函数，同时有一个处理vector且接受函数指针的函数，通过把打印int的函数指针传递进去，我们就可以不断地打印vector里面的值，而且更好的一点是，我们如果有不同的函数，也可以如法炮制的传递进去，而不需要更改ForEach函数的内容。

当然，除了使用函数指针之外，我们还可以使用lambda函数：

int main() {
    std::vector<int> values = { 1, 2, 3 };
    ForEach(values, [](int value) {std::cout << value << std::endl; });
    std::cin.get();
}

有关于lambda函数，我们后面会讲到。

以上就是有关于函数指针的全部内容了，希望大家能够喜欢！