[C++基础]指针函数与函数指针<详细讲解>

￡神魔★判官ぃ 2021-09-26 04:04 342阅读 0赞

1. 前言

关于指针函数和函数指针，特别是函数指针，相信很多C/C++ers跟我曾经一样，对它抱有敬畏，认为它是很高深的东西，其实不然。要理解它花不了多少功夫，或许我一句话就能说清楚二者的区别，但是这样也只是在脑子里形成一个概念而已。大学时代，作为一名学生时，我可以一天看完毛概，考八九十分；但是我用了一个星期去看谭浩强的C++教材(尽管现在很多人鄙视这本教材)，上机时却仍无从下手，我可以侃侃而谈，熟悉一切概念，但是就是编不出程序。这就是程序员的世界，凡事只有动手才能领悟真谛。不过这也应证了一句千古名句，也是我最喜欢的一句诗“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。

本文所有代码编译及运行环境：windows 7 professionnal， Visual Studio2010 professional.

2. 概述

按照行文的总-分-总的结构，这里仍然先概括的介绍一下指针函数和函数指针的概念，然后再用程序来详细的介绍二者。下面就是指针函数和函数指针的概念。

【指针函数】：返回指针的函数。重点是它是一个函数，只是返回值由普通的值或对象变成了指针，也就是说这个函数返回的是一块内存的地址。

【函数指针】：指向函数的指针。重点是它是一个指针，只是它指向的内容由普通的变量或对象变成了函数，也就是说它可以指向函数的入口地址。

3. 指针函数

在介绍指针函数之前，我们先来看一个普通的函数。

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1 #include <iostream>
     2 using namespace std;
     3 
     4 class MyType{
     5 public:
     6     MyType(int value):m_value(value){
     7         cout<<"Construct."<<endl;
     8     }
     9     ~MyType(){
    10         cout<<"Desconstruct."<<endl;
    11     }
    12 public:
    13     int m_value;
    14 };
    15 
    16 MyType getInstanceOfMyType(){ 17     MyType mt(10); 18     cout<<&mt<<endl; 19     return mt; 20 } 21 
    22 int main(){
    23 
    24     MyType mt = getInstanceOfMyType(); 25     cout<<&mt<<endl; 26     cout<<mt.m_value<<endl; 27 
    28     system("pause");
    29     return 0;
    30 }

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涂色部分就是我们需要注意的地方，函数"getInstanceOfMyType()"内部创建了一个MyType的对象，接着输出了该对象的地址，最后返回了该对象。main函数里面，通过调用该函数，获得了函数的返回值，接着打印了返回对象的地址，再输出获得对象的m\_value属性的值。输出结果如下：

Construct.
    0045F688
    Desconstruct.
    0045F788
    10
    请按任意键继续. . .

可以看到，在"getInstanceOfMyType()"函数里，对象创建之后又被销毁了。从输出可以看出，返回的对象地址与函数里创建的对象地址是不一样的，但是属性m\_value的值是一样的，这说明通过该普通函数获取的是函数内部创建对象的一个副本，这就是普通函数在返回对象时的处理。

在看到普通函数的处理之后，我们再来看一个指针函数的处理，下面是一段指针函数的代码，注意，这段代码与上一段很相似，要注意区分。

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1 #include <iostream>
     2 using namespace std;
     3 
     4 class MyType{
     5 public:
     6     MyType(int value):m_value(value){
     7         cout<<"Construct."<<endl;
     8     }
     9     ~MyType(){
    10         cout<<"Desconstruct."<<endl;
    11     }
    12 public:
    13     int m_value;
    14 };
    15 
    16 MyType *getInstanceOfMyType(){ 17     MyType *mt = new MyType(10); 18     cout<<mt<<endl;
    19     return mt;
    20 }
    21 
    22 int main(){
    23 
    24     MyType *mt = getInstanceOfMyType(); 25     cout<<mt<<endl;
    26     cout<<mt->m_value<<endl;
    27 
    28     system("pause");
    29     return 0;
    30 }

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上面代码着色的部分需要我们注意，特别是函数"getInstanceOfMyType()"，它在这里已经是一个指针函数了，那么，这段程序的输出是什么呢？如下：

Construct.
    00754AA8
    00754AA8
    10
    请按任意键继续. . .

可以看出，在函数"getInstanceOfMyType()"中的对象一直没有被调用析构函数，函数内和函数外的对象的地址是完全一样的，当然，对象里存储的内容m\_value的值也是一样的。你可能会问，不是说函数调用完，就销毁局部变量吗？是的，它销毁了，但是它只销毁了"MyType \*mt"这个指针，它指向的内存却不会被销毁。所以，在外面我们仍然可以继续访问这个对象。这种情况下，我们一般是需要在函数调用外面加上我们自己的delete操作的，上面的程序没有添加这样的操作，严格上来讲是一个错误的程序。

使用指针函数时，直接返回函数内部对象的地址，这样就无需重新制造对象的副本，对效率的提升有帮助。但是需要注意的是，一定要记得在函数外部将函数内部申请的内存释放掉，否则就有内存溢出的风险。

4. 函数指针

下面说道我们今天主要的话题了——函数指针。函数指针是一个很有用的技术，它使得我们可以通过指针就能执行某一个函数代码。对于技术高超的人来说，它是一把【绝世好剑】，能够解决很多问题。下面，我们就函数指针来探究一番。

首先，来看一段最简单的函数指针的代码，注意声明和调用的方式。

![复制代码][copycode.gif]

1 #include <iostream>
     2 using namespace std;
     3 
     4 int printFunc(int value){
     5     cout<<"this is a print function. the value is:"<<value<<endl;
     6     return 0;
     7 }
     8 
     9 int main(){
    10 
    11     int (*pFunction)(int x); // 这是一个函数指针变量
    12     pFunction = printFunc;   // 这里将函数入口地址给函数指针
    13     (*pFunction)(7);         // 通过*运算符获取了函数，再传入参数7执行了函数
    14 
    15     system("pause");
    16     return 0;
    17 }

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上述代码着色部分就是函数指针的声明-定义-执行的过程，可以看出来，我只要将函数入口地址给函数指针就可以执行函数了。这里有个知识点，就是关于函数的调用方式，一般我们调用函数的方式是这样的：函数名（参数列表），但是其实函数的调用方式也可以这样来写：（\*函数名）（参数列表）。即可以如下来调用函数，只是很少这样用：

1 (*printFunc)(8);

除此之外，我们还可以这样写：（&函数名）（参数列表）。即如下调用函数，这也几乎没人这样用：

1 (&printFunc)(8);

对于函数指针，它有两个前提：①．就是指向的函数返回值要与声明的函数指针一致。②．指向的函数的参数类型及个数要与声明的函数指针一致。否则，是无法编译通过的。

5. 函数指针类型

上面一节在使用函数指针的时候，直接声明了一个函数指针。其实函数指针也可以借助typedef声明为一个类型，这样我们就可以像定义int型变量一样来定义一个函数指针了。定义函数指针类型代码如下：

![复制代码][copycode.gif]

1 #include <iostream>
     2 using namespace std;
     3 
     4 int printFunc(int value){
     5     cout<<"this is a print function. the value is:"<<value<<endl;
     6     return 0;
     7 }
     8 typedef int (*PFunction)(int x); // 函数指针类型，注意返回值和参数列表
     9 
    10 int main(){
    11 
    12     PFunction ptrFunc; // 定义函数指针变量 13     ptrFunc = printFunc;
    14     (*ptrFunc)(1); // 第一种调用方式
    15     ptrFunc(2);    // 第二种调用方式
    16 
    17     system("pause");
    18     return 0;
    19 }

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6. 一个函数指针的妙用示例

![复制代码][copycode.gif]

1 #include <iostream>
     2 using namespace std;
     3 
     4 typedef void (*PFunction)(int x); // 函数指针类型，注意返回值和参数列表
     5 
     6 void printA(int value){
     7     cout<<"A - "<<value<<endl;
     8 }
     9 
    10 void printB(int value){
    11     cout<<"B - "<<value<<endl;
    12 }
    13 
    14 void printC(int value){
    15     cout<<"C - "<<value<<endl;
    16 }
    17 
    18 int main(){
    19     int choice;
    20     PFunction ptrFunc[3] = {printA, printB, printC};
    21     cin>>choice;
    22     ptrFunc[choice](choice);
    23 
    24     system("pause");
    25     return 0;
    26 }

![复制代码][copycode.gif]

具体的这里就不解说了，代码很短，也很容易看懂。

7. 结语

本文就指针函数和函数指针做了一个简单的入门讲解，希望读者在阅读完本文以后，对指针函数和函数指针有一个深入的认识。当然，写作本文的目的也是为了强化笔者的C++基础功底

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