[C++基础]035_指针函数与函数指针<详细讲解>

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。

#include <iostream>
using namespace std;

class MyType{
public:
    MyType(int value):m_value(value){
        cout<<"Construct."<<endl;
    }
    ~MyType(){
        cout<<"Desconstruct."<<endl;
    }
public:
    int m_value;
};

MyType getInstanceOfMyType(){
    MyType mt(10);
    cout<<&mt<<endl;
    return mt;
}

int main(){

    MyType mt = getInstanceOfMyType();
    cout<<&mt<<endl;
    cout<<mt.m_value<<endl;

    system("pause");
    return 0;
}

   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。

#include <iostream>
using namespace std;

class MyType{
public:
    MyType(int value):m_value(value){
        cout<<"Construct."<<endl;
    }
    ~MyType(){
        cout<<"Desconstruct."<<endl;
    }
public:
    int m_value;
};

MyType *getInstanceOfMyType(){
    MyType *mt = new MyType(10);
    cout<<mt<<endl;
    return mt;
}

int main(){

    MyType *mt = getInstanceOfMyType();
    cout<<mt<<endl;
    cout<<mt->m_value<<endl;

    system("pause");
    return 0;
}

   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。

#include <iostream>
using namespace std;

int printFunc(int value){
    cout<<"this is a print function. the value is:"<<value<<endl;
    return 0;
}

int main(){

    int (*pFunction)(int x); // 这是一个函数指针变量
    pFunction = printFunc;   // 这里将函数入口地址给函数指针
    (*pFunction)(7);         // 通过*运算符获取了函数，再传入参数7执行了函数

    system("pause");
    return 0;
}

   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：

(*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：

(&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：

#include <iostream>
using namespace std;

int printFunc(int value){
    cout<<"this is a print function. the value is:"<<value<<endl;
    return 0;
}
typedef int (*PFunction)(int x); // 函数指针类型，注意返回值和参数列表

int main(){

    PFunction ptrFunc; // 定义函数指针变量
    ptrFunc = printFunc;
    (*ptrFunc)(1); // 第一种调用方式
    ptrFunc(2);    // 第二种调用方式

    system("pause");
    return 0;
}

6. 一个函数指针的妙用示例

#include <iostream>
using namespace std;

typedef void (*PFunction)(int x); // 函数指针类型，注意返回值和参数列表

void printA(int value){
    cout<<"A - "<<value<<endl;
}

void printB(int value){
    cout<<"B - "<<value<<endl;
}

void printC(int value){
    cout<<"C - "<<value<<endl;
}

int main(){
    int choice;
    PFunction ptrFunc[3] = {printA, printB, printC};
    cin>>choice;
    ptrFunc[choice](choice);

    system("pause");
    return 0;
}

   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。