函數(shù)指針及其的運(yùn)用（上）——何為函數(shù)指針

My鏡像站 2011-12-26

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=========================引子=========================

我們都知道，數(shù)組名就是指向數(shù)組第一個(gè)元素的常量指針（詳見《數(shù)組拾遺》）。同理，對(duì)于一個(gè)函數(shù)而言，函數(shù)名也是指向函數(shù)第一條指令的常量指針。而編譯器要做的就是在程序編譯之后，為每個(gè)函數(shù)分配一個(gè)首地址，即該函數(shù)第一條指令的地址。一般情況下，我們可以用一個(gè)指針來保存這個(gè)地址，而這個(gè)指針就是函數(shù)指針，該指針可以看作是它指向函數(shù)的別名，所以我們可以用該指針來調(diào)用這個(gè)函數(shù)。

=========================函數(shù)指針的聲明方法=========================

type (*func)(type &,type &)

　　該語句聲明了一個(gè)指針func，它指向了一個(gè)函數(shù)，這個(gè)函數(shù)帶有了2個(gè)type型參數(shù)并返回一個(gè)type的值。

p.s. type類型可以被看成是int啊或者是floast等C++的類型。

=========================注意事項(xiàng)=========================

一個(gè)指向函數(shù)的指針必須確保該函數(shù)被定義且分配了內(nèi)存，否則它將指向一個(gè)空地址，這個(gè)可是大忌！
特別注意第一個(gè)括號(hào)的位置。如果我們不寫括號(hào)，如下：

type *func(type ,type)

　　這就不是一個(gè)指向函數(shù)的指針了，而是聲明了一個(gè)函數(shù)，該函數(shù)返回一個(gè)type類型的指針　

=========================函數(shù)指針應(yīng)用示例=========================

我們以這樣一個(gè)程序?yàn)槔涸摮绦虻墓δ苁怯?jì)算三角形的矩形的面積。其中，三角形的長(zhǎng)和高，矩形的長(zhǎng)和寬由用戶自己輸入，并且我們提供一個(gè)交換函數(shù)，用來交換用戶輸入的長(zhǎng)和高（寬）。

//例1 普通函數(shù)示例
#include <iostream>
using namespace std;
//函數(shù)聲明
double triangle_area(double &x,double &y);//三角形面積
double rectangle_area(double &x,double &y);//矩形面積
double swap_value(double &x,double &y);//交換值
double set_value(double &x,double &y);//設(shè)定長(zhǎng)寬（高）
double print_area(double &x,double &y);//輸出面積
//函數(shù)定義
double triangle_area(double &x,double &y)
{
    return x*y*0.5;
}
 
double rectangle_area(double &x,double &y)
{
    return x*y;
}
 
double swap_value(double &x,double &y)
{
    double temp;
    temp=x;
    x=y;
    y=temp;
    return 0.0;
}
 
double print_area(double &x,double &y)
{
    cout<<"執(zhí)行函數(shù)后:\n";
    cout<<"x="<<x<<"  y="<<y<<endl;
    //coming soon in e.g.2...
    return 0.0;
}
 
double set_value(double &x,double &y)
//注意參數(shù)一定要定義成引用，要不是傳不出去哈！
{
    cout<<"自定義長(zhǎng)寬（高）為：\n";
    cout<<"長(zhǎng)為：";
    cin>>x; 
    cout<<"寬或者高為：";
    cin>>y;
    return 0.0;
}
 
int main()
{
    bool quit=false;//初始化退出的值為否
    double a=2,b=3;//初始化兩個(gè)參數(shù)a和b
    char choice;
    while(quit==false)
    {
        cout<<"退出(q); 設(shè)定長(zhǎng)、寬或高(1); 三角形面積(2); 矩形面積(3); 交換長(zhǎng)寬或高(4)."<<endl;
        cin>>choice;
        switch(choice)
        {
            case 'q': 
                quit=true;
                break;
            case '1':
                set_value(a,b);
                print_area(a,b);
                break;
            case '2':
                print_area(a,b);
                cout<<"三角形的面積為：\t"<<triangle_area(a,b)<<endl;
                break;
            case  '3':
                print_area(a,b);
                cout<<"矩形的面積為：\t"<<rectangle_area(a,b)<<endl;
                break;
            case '4':
                swap_value(a,b);
                print_area(a,b);
                break;
            default:
                cout<<"請(qǐng)按規(guī)矩出牌！"<<endl;
        }
    }
    return 0;
}

　　在這個(gè)例子中，我們采用普通函數(shù)大方法，來輸出三角形和矩形的值，輸出如下：

下面，我們來看看如果采用函數(shù)指針，效果會(huì)是怎樣？由于我們?cè)谇懊娣治鲞^了，函數(shù)指針就是一個(gè)指向函數(shù)的指針。那么我們?cè)谡{(diào)用函數(shù)的時(shí)候，就可以運(yùn)用指針來調(diào)用這個(gè)函數(shù)。而且，周所周知，指針可以作為一個(gè)函數(shù)的參數(shù)，那么函數(shù)指針也不應(yīng)該例外。這樣就好了，我們可以講函數(shù)的指針作為函數(shù)參數(shù)來調(diào)用。對(duì)于一個(gè)普通要調(diào)用指針的函數(shù)而言，聲明應(yīng)該是這個(gè)樣子的：

type func(type*, type , type)

　　那么由上面這句話就可以看出來，這個(gè)函數(shù)func的第一個(gè)參數(shù)就是一個(gè)指向type類型的指針，而后面兩個(gè)參數(shù)就是兩個(gè)類型為type的形式參數(shù)。結(jié)合本文一開始所列的函數(shù)參數(shù)的聲明格式，那么函數(shù)指針作為函數(shù)參數(shù)的一般形式就是：

type func(type(*p)(type &, type &),type &,type &);

　　該函數(shù)func有3個(gè)參數(shù)，第一個(gè)參數(shù)為type(*p)(type &, type &)，這就是一個(gè)函數(shù)指針，他指向一個(gè)帶有兩個(gè)type類型的參數(shù)并且返回type值的函數(shù)，另外兩個(gè)參數(shù)都是type類型的引用。

這樣一來，我們就可以利用函數(shù)指針把函數(shù)作為另外一個(gè)函數(shù)的參數(shù)調(diào)入到那個(gè)函數(shù)中使用了。對(duì)于上面這個(gè)例子，我故意把所有的函數(shù)都生聲明為帶有兩個(gè) double類型的變量，且返回值均為double。這樣做的原因只是為了讓后面我們?cè)诶煤瘮?shù)指針調(diào)用的時(shí)候方便一些。因?yàn)槲覀冎恍枰獙⒑瘮?shù)指針聲明成與之想匹配的函數(shù)就行了。從上面這個(gè)例子看出，它麻煩就麻煩在每次輸出的時(shí)候都需要在case語句中進(jìn)行操作，那么我們能不能利用函數(shù)指針將其一并簡(jiǎn)化到 print函數(shù)中呢，請(qǐng)看下例：

//例2 函數(shù)指針示例
#include <iostream>
using namespace std;
//函數(shù)聲明
double triangle_area(double &x,double &y);//三角形面積
double rectangle_area(double &x,double &y);//矩形面積
double swap_value(double &x,double &y);//交換值
double set_value(double &x,double &y);//設(shè)定長(zhǎng)寬（高）
// double print_area(double &x,double &y);//輸出面積
double print_area(double(*p)(double&,double&), double &x,double &y);//利用函數(shù)指針輸出面積
//函數(shù)定義
double triangle_area(double &x,double &y)
{
    cout<<"三角形的面積為：\t"<<x*y*0.5<<endl;
    return 0.0;
}
 
double rectangle_area(double &x,double &y)
{
    cout<<"矩形的面積為：\t"<<x*y<<endl;
    return 0.0;
}
 
double swap_value(double &x,double &y)
{
    double temp;
    temp=x;
    x=y;
    y=temp;
    return 0.0;
}
 
double print_area(double(*p)(double &x,double &y), double &x,double &y)
{
    cout<<"執(zhí)行函數(shù)前:\n";
    cout<<"x="<<x<<"  y="<<y<<endl;
    //it is coming!...
    p(x,y);
    cout<<"函數(shù)指針傳值后:\n";
    cout<<"x="<<x<<"  y="<<y<<endl;
    return 0.0;
}
 
double set_value(double &x,double &y)
//注意參數(shù)一定要定義成引用，要不是傳不出去哈！
{
    cout<<"自定義長(zhǎng)寬（高）為：\n";
    cout<<"長(zhǎng)為：";
    cin>>x; 
    cout<<"寬或者高為：";
    cin>>y;
    return 0.0;
}
 
int main()
{
    bool quit=false;//初始化退出的值為否
    double a=2,b=3;//初始化兩個(gè)參數(shù)a和b
    char choice;
    //聲明的p為一個(gè)函數(shù)指針，它所指向的函數(shù)帶有梁個(gè)double類型的參數(shù)并且返回double
    double (*p)(double &,double &);
    while(quit==false)
    {
        cout<<"退出(q); 設(shè)定長(zhǎng)、寬或高(1); 三角形面積(2); 矩形面積(3); 交換長(zhǎng)寬或高(4)."<<endl;
        cin>>choice;
        switch(choice)
        {
        case 'q': 
            quit=true;
            break;
        case '1':
            p=set_value;
            print_area(p,a,b);
            break;
        case '2':
            p=triangle_area;
            print_area(p,a,b);          
            break;
        case  '3':
            p=rectangle_area;
            print_area(p,a,b);
            break;
        case '4':
            p=swap_value;
            print_area(p,a,b);
            break;
        default:
            cout<<"請(qǐng)按規(guī)矩出牌！"<<endl;
        }
    }
    return 0;
}

在例2中，我們采用了函數(shù)指針的方式，可以看到，在case語句中只需要制定每個(gè)函數(shù)指針?biāo)赶虻暮瘮?shù)是什么，那么在print函數(shù)中，我們就可以調(diào)用這個(gè)函數(shù)了。輸出如下所示：

在該程序的第61行，我們就聲明了一個(gè)函數(shù)指針?？梢钥吹?，在程序的case語句中，我們只需要把這個(gè)函數(shù)指針傳遞到print_area()函數(shù)里面就可以了。這樣十分方便。而且我們可以看到，其實(shí)只要在print_area()中，即程序的第38行加上對(duì)這個(gè)函數(shù)指針的調(diào)用，我們就可以利用指針?biāo)赶? 的函數(shù)了。這十分方便。但是有幾個(gè)小知識(shí)點(diǎn)應(yīng)該注意一下：

聲明函數(shù)指針時(shí)，其返回值，參數(shù)個(gè)數(shù)，參數(shù)類型應(yīng)該與需要它指向的函數(shù)保持一致；否則，編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)，無法從“***”轉(zhuǎn)換到“***”；
利用函數(shù)指針只想某個(gè)函數(shù)的時(shí)候，我們只用，也只能給出該函數(shù)的函數(shù)名，不能把參數(shù)一并給出了。比如說在上例中，如果我們把程序的第84行改成：

p=swap_value(a,b);

　那么編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)：
func_pointer.cpp(84) : error C2440: “=”: 無法從“double”轉(zhuǎn)換為“double (__cdecl *)(double &,double &)
這個(gè)錯(cuò)誤的原因就是因?yàn)槲覀兺浟嗽谖恼乱婚_頭所講的函數(shù)指針的一句話：函數(shù)名也是指向函數(shù)第一條指令的常量指針。因?yàn)楹瘮?shù)指針就是指向其函數(shù)的地址的，那么我們就應(yīng)該利用函數(shù)指針來指向函數(shù)名就可以了。

=========================補(bǔ)充一點(diǎn)哈 ^_^=========================

如果你認(rèn)為上面所訴的函數(shù)指針的聲明格式有點(diǎn)羅嗦，那么我們也可以利用typedef來簡(jiǎn)化聲明和定義的操作。比如說在上例2的第61行，那么長(zhǎng)一串。我們完全可以在在程序一開始利用typedef來代替：

typedef double (*vp)(double &,double &);

　　這樣一來，我們就可以把程序的第61行簡(jiǎn)化成：

vp p;

　　而且，我們?cè)诼暶骱投xprint_area()函數(shù)的時(shí)候，就可以程序的第10行和第33行換成：

//函數(shù)聲明
double print_area(vp,double &x,double &y);
//函數(shù)定義
double print_area(vp p, double &x,double &y)

　　好了，關(guān)于函數(shù)指針就總結(jié)到這里，更多內(nèi)容請(qǐng)關(guān)注“唯一的天空”其他內(nèi)容，謝謝 ^_^。

敬請(qǐng)期待：博文《函數(shù)指針及其的運(yùn)用（下）——函數(shù)指針的擴(kuò)展》

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