函数指针

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http://www.cnblogs.com/iuices/archive/2011/11/21/2257710.html

1.函数指针写法

要理解一个C程序，仅仅理解组成该程序的符号是不够的。程序员还必须理解这些符号是如何组合成声明、表达式、语句和程序的。

我们先来看看下面的一个语句：

1	`( (` `void` `()())0)();`

这是当计算机启动时，硬件将调用首地址为0位置的子例程。像这样的表达式恐怕会令每个C/C++程序员的内心都“不寒而栗”吧。

然而，完全不用害怕，任何C变量的声明都是由两部分组成：类型以及一组类似表达式的声明符。最简单的声明变量，如：

1	`float` `f , g ;`

这个声明的含义是：当对其求值时，表达式f和g的类型为浮点型。

同样的逻辑也适用于函数和指针类型的声明，例如：

1	`float` `ff();`

这个声明的含义是：表达式ff()求值结果是一个浮点数，也就是说，ff是一个返回值为浮点类型的函数，类似地：

1	`float` `*pf;`

这个声明的含义是*pf是一个浮点数，也就是说，pf是一个指向浮点数的指针。

以上这些形式在声明中还可以组合起来，就像在表达式中进行组合一样，因此：

1	`float` `g() , (h)();`

表示*g()与(*h)()是浮点表达式。因为()结合优先级高于*，*g()也就是*(g())：g是一个函数，该函数的返回值类型为指向浮点数的指针。同理，可以得出h是一个函数指针，h所指向函数的返回值为浮点类型。

一旦我们知道了如何声明一个给定类型的变量，那么该类型的类型转换符就很容易得到了：只需要把声明中的变量名和声明末尾的分号去掉，再将剩余的部分用一个括号整个“封装”起来即可。例如：

1	`float` `(*h)();`

表示h是一个指向返回值为浮点类型的函数的指针，因此，

1	`(` `float` `(*)())`

表示一个“指向返回值为浮点类型的函数的指针”的类型转换符。

那么，我们现在来看看前面我们提出的表达式：

1	`( (` `void` `()())0)();`

第一步，假定变量fp是一个函数指针，那么如何调用fp所指向的函数呢？调用方法如下：

1	`(*fp)();`

因为fp是一个函数指针，那么*fp就是该指针所指向的函数，所以(*fp)()就是调用该函数的方式。

表达式(*fp)()中，*fp两侧的括号非常重要，因为函数运算符()的优先级高于单目运算符*。如果*fp两侧没有括号，那么*fp()实际上与*(fp())的含义完全一致。

现在剩下的问题就只是找到一个恰到的表达式来替换fp。

如果fp是一个指向返回值为void类型的函数的指针，那么(*fp)()的值为void，fp的声明如下：

1	`viod (*fp)();`

因此，将常数0转型为“指向返回值为void的函数的指针”类型，可以这样写：

1	`(` `void` `(*)())0`

因此，将常数0转型为“指向返回值为void的函数的指针”类型，可以这样写：

1	`(` `void` `(*)())0`

因此，我们可以用(void(*)())0来替换fp，从而得到：

1	`( (` `void` `()())0)();`

当然，我们用typedef来解决这个问题能够表述更加清晰：

1 2	`typedef` `void` `(fp)();` `((fp)0)();`

这个问题就可以解决了。

我们再来考虑signal库函数，一般情况下，程序员并不主动声明signal函数，而是直接使用头文件signal.h中的声明。那么，在头文件signal.h中，signal函数是如何声明的呢？

首先，让我们从用户定义的信号处理函数开始考虑，这无疑是最容易解决的。该函数可以定义如下：

 
         void 
         sigfunc(
         int 
         n){
        
         /* 特定信号处理部分*/
        
         }

函数sigfunc的参数是一个代表特定信号的整数值，此处我们暂时忽略它。

上面假设的函数体定义了sigfunc函数，因而sigfunc函数的声明可以如下：

1	`void` `sigfunc(` `int` `);`

现在假定我们希望声明一个指向sigfunc函数的指针变量，不妨命名为sfp。因而sfp指向sigfunc函数，*sfp就代表sigfunc函数，因此*sfp可以被调用。因此我们可以如下这样声明sfp：

1	`void` `(*sfp)(` `int` `);`

 
         void 
         (*
         signal
         (something))(
         int
         );

此处的something代表了signal函数的参数类型，我们还需要进一步了解如何声明它们。上面声明可以这样理解：传递适当的参数以调用signal函数，对signal函数返回值（为函数指针类型）解除引用，然后传递一个整型参数调用解除引用后所得函数，最后返回值为void类型。因此，signal函数的返回值是一个指向返回值为void类型的函数指针。

那么，signal函数的参数又是如何呢？，signal函数接受两个参数：一个整型的信号编号，以及一个指向用户定义的信号处理函数的指针。我们此前一定定义了指向用户定义的信号处理函数的指针sfp：

1	`void` `(*sfp)(` `int` `);`

sfp的类型可以通过将上面的声明中的sfp去掉而得到，即 void(*)(int)。此外，signal函数的返回值是一个指向调用前的用户定义信号处理函数的指针，这个指针的类型与sfp指针类型一致。因此我们可以如下声明signal函数：

1	`void` `(` `signal` `(` `int` `,` `void` `()(` `int` `)))(` `int` `);`

同样地，使用typedef可以简化上面的函数声明：

1 2	`typedef void (*HANDLER)(int);` `HANDLER signal(int , HANDLER);`

2.函数指针的使用

void ( * fp)();

　　fp 是一个典型的函数指针，用于指向无参数，无返回值的函数。

void ( * fp2)( int );

　　fp2 也是一个函数指针，用于指向有一个整型参数，无返回值的函数。
　　当然，有经验人士一般都会建议使用typedef来定义函数指针的类型，如：

typedef void ( * FP)();

FP fp3; // 和上面的fp一样的定义。

　　函数指针之所以让初学者畏惧，最主要的原因是它的括号太多了；某些用途的函数指针，往往会让人陷在括号堆中出不来，这里就不举例了，因为不是本文讨论的范围；typedef 方法可以有效的减少括号的数量，以及理清层次，所以受到推荐。本文暂时只考虑简单的函数指针，因此暂不用到typedef。

假如有如下两个函数：

void f1()
  {
      std::cout << "call f " << std::endl;
  }
  
  void f2(int a)
  {
      std::cout << "call f2( " << a << " )" << std::endl;
  }

　现在需要通过函数指针来调用，我们需要给指针指定函数：

fp = & f1; // 也可以用：fp = f1;

fp2 = & f2; // 也可以用：fp2= f2;

void ( * fp3)() = & f1; // 也可以用：void (*fp3)() = f1;

// 调用时如下：

fp(); // 或 (*fp)();

fp2( 1 ); // 或 (*fp2)(1);

fp3(); // 或 (*fp3)();

　对于此两种调用方法，效果完全一样，我推荐用前一种。后一种不仅仅是多打了键盘，而且也损失了一些灵活性。这里暂且不说它。

　　C++强调类型安全。也就是说，不同类型的变量是不能直接赋值的，否则轻则警告，重则报错。这是一个很有用的特性，常常能帮我们找到问题。因此，有识之士认为，C++中的任何一外警告都不能忽视。甚至有人提出，编译的时候不能出现任何警告信息，也就是说，警告应该当作错误一样处理。

比如，我们把f1赋值给fp2，那么C++编译器(vc7.1)就会报错：

fp2 = & f1; // error C2440: “=” : 无法从“void (__cdecl *)(void)”转换为“void (__cdecl *)(int)”

fp1 = & f1; // OK

　　这样，编译器可以帮我们找出编码上的错误，节省了我们的排错时间。

　考虑一下C++标准模板库的sort函数：

// 快速排序函数

template<typename RandomAccessIterator, typename BinaryPredicate>

void sort(

RandomAccessIterator _First, // 需排序数据的第一个元素位置

RandomAccessIterator _Last, // 需排序数据的最后一个元素位置（不参与排序）

BinaryPredicate _Comp // 排序使用的比较算法(可以是函数指针、函数对象等)

);