c++函数指针

一.定义介绍

1.1 定义

如果在程序中定义了一个函数，那么在编译时系统就会为这个函数代码分配一段存储空间，这段存储空间的首地址称为这个函数的地址。而且函数名表示的就是这个地址。既然是地址我们就可以定义一个指针变量来存放，这个指针变量就叫作函数指针变量，简称函数指针。所以，可以理解为每一个函数都占用一段内存单元来存储函数代码，指向函数入口地址的指针称为函数指针，这段代码的起始地址就是函数名。

1.2 语法

声明指针时，必须指定指针指向的数据类型，同样，声明指向函数的指针时，必须指定指针指向的函数类型，这意味着声明应当指定函数的返回类型以及函数的参数列表。

指向函数的指针变量的一般定义形式为：

数据类型 (*指针变量名)(参数表);

double cal(int);    // prototype
double (*pf)(int);  // 指针pf指向的函数，输入参数为int,返回值为double 
pf = cal;           // 指针赋值

如果将指针作为函数的参数传递：

void estimate(int lines, double (*pf)(int));  // 函数指针作为参数传递 

使用指针调用函数

double y = cal(5);   // 通过函数调用
double y = (*pf)(5);   // 通过指针调用 推荐的写法 
double y = pf(5);     // 这样也对， 但是不推荐这样写 

1.3 注意事项：

1. 函数指针的定义形式中的数据类型是指函数的返回值的类型，区分下面两个语句：

int (*p)(int a, int b); //p是一个指向函数的指针变量，所指函数的返回值类型为整型

int *p(int a, int b); //p是函数名，此函数的返回值类型为整型指针

2.指向函数的指针变量不是固定指向哪一个函数的，而只是表示定义了一个这样类型的变量，它是专门用来存放函数的入口地址的；在程序中把哪一个函数的地址赋给它，它就指向哪一个函数。在给函数指针变量赋值时，只需给出函数名，而不必给出参数

如函数max的原型为：int max(int x, int y);
指针p的定义为：int (*p)(int a, int b);
则p = max;的作用是将函数max的入口地址赋给指针变量p。这时，p就是指向函数max的指针变量，也就是p和max都指向函数的开头。

3.在一个程序中，指针变量p可以先后指向不同的函数，但一个函数不能赋给一个不一致的函数指针（即不能让一个函数指针指向与其类型不一致的函数）。

如有如下的函数：
int fn1(int x, int y); 
int fn2(int x);
定义如下的函数指针：
int (*p1)(int a, int b); 
int (*p2)(int a);

则
p1 = fn1; //正确
p2 = fn2; //正确
p1 = fn2; //产生编译错误

4.定义了一个函数指针并让它指向了一个函数后，对函数的调用可以通过函数名``调用，也可以通过函数指针调用（即用指向函数的指针变量调用）

c = (*p)(a,b);//表示调用由p指向的函数(max)，实参为a,b，函数调用结束后得到的函数值赋给c

5. 函数指针只能指向函数的入口处，而不可能指向函数中间的某一条指令。不能用*(p+1)来表示函数的下一条指令，函数指针变量常用的用途之一是把指针作为参数传递到其他函数，及回调。

1.3 函数指针常用场景--回调(callback)

函数指针的应用场景：回调（callback）。我们调用别人提供的 API函数(Application Programming Interface,应用程序编程接口)，称为Call；如果别人的库里面调用我们的函数，就叫Callback。

//以库函数qsort排序函数为例，它的原型如下：
void qsort(void *base,//void*类型，代表原始数组
           size_t nmemb, //第二个是size_t类型，代表数据数量
           size_t size, //第三个是size_t类型，代表单个数据占用空间大小
           int(*compar)(const void *,const void *)//第四个参数是函数指针
          );
//第四个参数告诉qsort，应该使用哪个函数来比较元素，即只要我们告诉qsort比较大小的规则，它就可以帮我们对任意数据类型的数组进行排序。在库函数qsort调用我们自定义的比较函数，这就是回调的应用。

//示例
int num[100];
int cmp_int(const void* _a , const void* _b){//参数格式固定
    int* a = (int*)_a;    //强制类型转换
    int* b = (int*)_b;
    return *a - *b;　　
}
qsort(num,100,sizeof(num[0]),cmp_int); //回调

二. 测试用例

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <cmath> 
using namespace std;

double cal_m1(int lines)
{
    return 0.05 * lines;
} 
 
double cal_m2(int lines)
{
    return 0.5 * lines;
}
 
void estimate(int line_num, double (*pf)(int lines))
{
    cout << "The " << line_num << " need time is: " << (*pf)(line_num) << endl; 
}
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    int line_num = 10;
    // 函数名就是指针，直接传入函数名
    estimate(line_num, cal_m1);
    estimate(line_num, cal_m2); 
    return 0;
}