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关于函数指针的一些例子说明

news 2025/2/21 3:25:28

函数指针是什么？

大家都知道，指针的本质，无非就是一个值，用来指向一个内存的地址。
在一个可执行程序中，函数本身也被加载到内存中，并且也有一个具体的地址。
因此，同样可以用指针来指向一个函数，这种指向函数入口地址的指针，就是函数指针。

为什么要使用函数指针？

上面说了，函数指针是一种指向函数的指针，它可以存储函数的地址，并在需要时调用该函数。
函数指针在C++中有很多用途，以下是一些常见的应用场景：

回调函数：函数指针最常用的用途之一是实现回调机制。在回调机制中，一个函数接受另一个函数作为参数，并在某个事件或条件满足时调用它。这在事件驱动编程和异步编程中非常有用。
函数数组：可以创建一个函数指针数组，这样就可以根据索引来调用不同的函数。这在实现基于状态机的程序时非常有用，可以根据状态选择不同的行为。
多态：函数指针可以用来实现运行时多态。通过将函数指针指向派生类的成员函数，可以在基类指针上调用派生类中重写的方法。
动态绑定：函数指针可以用来实现动态绑定，即在运行时决定调用哪个函数。这在需要根据不同情况调用不同函数时非常有用。
接口实现：在没有虚函数的类中，函数指针可以用来模拟接口的行为，允许不同的类通过不同的实现来响应相同的操作。
优化代码：在某些情况下，使用函数指针可以提高代码的执行效率，尤其是在需要频繁调用函数的情况下，通过函数指针直接调用可以减少函数查找的时间。
信号和槽机制：在Qt等框架中，函数指针用于实现信号和槽机制，允许对象之间的松耦合通信。
函数工厂：函数指针可以用来创建函数工厂，即根据输入参数动态创建并返回不同类型的函数。
装饰器模式：在设计模式中，函数指针可以用来实现装饰器模式，允许在不修改原有函数的情况下增加额外的功能。
等等。
函数指针是C++中一个强大的特性，它提供了一种灵活的方式来引用和调用函数，使得代码更加模块化和可重用。

先来看一个Hello World程序

int main(int argc,char* argv[])
{printf("Hello World!\n");return 0;
}

采用函数调用的形式来实现

这是一种常规的使用方式。

void Invoke(char* s);
int main(int argc,char* argv[])
{Invoke("Hello World!\n");return 0;
}void Invoke(char* s)
{printf(s);
}

用函数指针的方式来实现

如下：

void Invoke(char* s);int main()
{void (*fp)(char* s);    //声明一个函数指针(fp)        fp=Invoke;              //将Invoke函数的入口地址赋值给fpfp("Hello World!\n");   //函数指针fp实现函数调用return 0;
}void Invoke(char* s)
{printf(s);
}

说明

函数指针函数的声明之间唯一区别就是，用指针名（*fp）代替了函数名Invoke，这样这声明了一个函数指针，然后进行赋值语句：

fp=Invoke

就可以进行函数指针的调用了。声明函数指针时，只要函数返回值类型、参数个数、参数类型等保持一致，就可以声明一个函数指针了。
注意，函数指针必须用括号括起来，如下：

void (*fp)(char* s)

函数指针数组

来个例子：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;typedef void (*FP)(char* s);
void f1(char* s){cout<<s;}
void f2(char* s){cout<<s;}
void f3(char* s){cout<<s;}int main(int argc,char* argv[])
{void* a[]={f1,f2,f3};   //定义了指针数组，这里a是一个普通指针a[0]("Hello World!\n"); //编译错误，指针数组不能用下标的方式来调用函数FP f[]={f1,f2,f3};      //定义一个函数指针的数组，这里的f是一个函数指针f[0]("Hello World!\n"); //正确，函数指针的数组进行下标操作可以进行函数的间接调用return 0;
}

实际中，为了方便，通常用宏定义的方式来声明函数指针，实现程序如下：

typedef void (*FP)(char* s);
void Invoke(char* s);int main(int argc,char* argv[])
{FP fp;      //通常是用宏FP来声明一个函数指针fpfp=Invoke;fp("Hello World!\n");return 0;
}void Invoke(char* s)
{printf(s);
}