pionter指针小结
第七章。指针和函数的关系
可以把一个指针声明成为一个指向函数的指针。
intfun1(char*,int);
int(*pfun1)(char*,int);
pfun1=fun1;
....
....
inta=(*pfun1)("abcdefg",7);//通过函数指针调用函数。
可以把指针作为函数的形参。在函数调用语句中,可以用指针表达式来作为实参。
例十三:
intfun(char*);
inta;
charstr[]="abcdefghijklmn";
a=fun(str);
...
...
intfun(char*s)
{
intnum=0;
for(inti=0;i{
num+=*s;s++;
}
returnnum;
}
这个例子中的函数fun统计一个字符串中各个字符的ASCII码值之和。前面说了,数组的名字也是一个指针。在函数调用中,当把str作为实参传递给形参s后,实际是把str的值传递给了s,s所指向的地址就和str所指向的地址一致,但是str和s各自占用各自的存储空间。在函数体内对s进行自加1运算,并不意味着同时对str进行了自加1运算。
第八章。指针类型转换
当我们初始化一个指针或给一个指针赋值时,赋值号的左边是一个指针,赋值号的右边是一个指针表达式。在我们前面所举的例子中,绝大多数情况下,指针的类型和指针表达式的类型是一样的,指针所指向的类型和指针表达式所指向的类型是一样的。
例十四:
1。floatf=12.3;
2。float*fptr=&f;
3。int*p;
在上面的例子中,假如我们想让指针p指向实数f,应该怎么搞?是用下面的语句吗?
p=&f;
不对。因为指针p的类型是int*,它指向的类型是int。表达式&f的结果是一个指针,指针的类型是float*,它指向的类型是float。两者不一致,直接赋值的方法是不行的。至少在我的MSVC++6.0上,对指针的赋值语句要求赋值号两边的类型一致,所指向的类型也一致,其它的编译器上我没试过,大家可以试试。为了实现我们的目的,需要进行"强制类型转换":
p=(int*)&f;
如果有一个指针p,我们需要把它的类型和所指向的类型改为TYEP*TYPE,
那么语法格式是:
(TYPE*)p;
这样强制类型转换的结果是一个新指针,该新指针的类型是TYPE*,它指向的类型是TYPE,它指向的地址就是原指针指向的地址。而原来的指针p的一切属性都没有被修改。
一个函数如果使用了指针作为形参,那么在函数调用语句的实参和形参的结合过程中,也会发生指针类型的转换。
例十五:
voidfun(char*);
inta=125,b;
fun((char*)&a);
...
...
voidfun(char*s)
{
charc;
c=*(s+3);*(s+3)=*(s+0);*(s+0)=c;
c=*(s+2);*(s+2)=*(s+1);*(s+1)=c;
}
}
注意这是一个32位程序,故int类型占了四个字节,char类型占一个字节。函数fun的作用是把一个整数的四个字节的顺序来个颠倒。注意到了吗?在函数调用语句中,实参&a的结果是一个指针,它的类型是int*,它指向的类型是int。形参这个指针的类型是char*,它指向的类型是char。这样,在实参和形参的结合过程中,我们必须进行一次从int*类型到char*类型的转换。结合这个例子,我们可以这样来想象编译器进行转换的过程:编译器先构造一个临时指针char*temp, 然后执行temp=(char*)&a,最后再把temp的值传递给s。所以最后的结果是:s的类型是char*,它指向的类型是char,它指向的地址就是a的首地址。
我们已经知道,指针的值就是指针指向的地址,在32位程序中,指针的值其实是一个32位整数。那可不可以把一个整数当作指针的值直接赋给指针呢?就象下面的语句:
unsignedinta;
TYPE*ptr;//TYPE是int,char或结构类型等等类型。
...
...
a=20345686;
ptr=20345686;//我们的目的是要使指针ptr指向地址20345686(十进制
)
ptr=a;//我们的目的是要使指针ptr指向地址20345686(十进制)
编译一下吧。结果发现后面两条语句全是错的。那么我们的目的就不能达到了吗?不,还有办法:
unsignedinta;
TYPE*ptr;//TYPE是int,char或结构类型等等类型。
...
...
a=某个数,这个数必须代表一个合法的地址;
ptr=(TYPE*)a;//呵呵,这就可以了。
严格说来这里的(TYPE*)和指针类型转换中的(TYPE*)还不一样。这里的(TYP
E*)的意思是把无符号整数a的值当作一个地址来看待。上面强调了a的值必须代表一个合法的地址,否则的话,在你使用ptr的时候,就会出现非法操作错误。
想想能不能反过来,把指针指向的地址即指针的值当作一个整数取出来。完 全可以。下面的例子演示了把一个指针的值当作一个整数取出来,然后再把这个整数当作一个地址赋给一个指针:
例十六:
inta=123,b;
int*ptr=&a;
char*str;
b=(int)ptr;//把指针ptr的值当作一个整数取出来。
str=(char*)b;//把这个整数的值当作一个地址赋给指针str。
好了,现在我们已经知道了,可以把指针的值当作一个整数取出来,也可以把一个整数值当作地址赋给一个指针。
C++中的指针(二) 函数指针
先说一下C式的函数指针。这种函数指针的应用十分广泛。
对于任何函数 void print(string s),它的指针这样定义:
void (*pfun)(string) = NULL;
pfun= &print;
或者 pfun = print;两种写法没有区别。
pfun是指针变量名。可以指向任何只带一个string参数,返回void的函数。这里让它指向print()函数。
以后调用它的时候直接写
if (pfun)
pfun("Hello world");
C++编译器会通过pfun找到print函数,然后call print("Hello world");
一个简单应用是可以作菜单操作。例如在文本模式下的界面,让用户选择如下操作:
"0.print, 1.copy, 2.delete, 3. quit, 4.help"
那么可以写5个函数:
void print();
void copy();
void delete();
void quit();
void help();
然后用一个函数指针数组把他们存在一起:
void (*p[])() = {print, copy, delete, quit, help};
然后根据用户入0,1,2,3,4来直接叫函数
cin >> index;
p[index]();
在windows环境下编译这种函数指针被认为是用C/C++呼叫规则(C/C++ calling convention)。就是呼叫函数caller清理函数呼叫时生成的stack。另一种规则叫标准呼叫规则(standard calling convention)。由被叫函数callee清理自己的stack。二者一般情况下区别不大,但standard calling convention更合理,因为这样使函数size变小了一点。
实际上写C/C++函数指针的时候省略了 __cdecl 前缀。 应该写成void (__decel *p[])();
而标准规范用 __stdcall前缀。 也可以用宏CALLBACK,这也就是著名的回调函数了。
使用CALLBACK的另一个好处就是呼叫函数(caller)不需要具体关心被叫函数(callee)是什么而直接呼叫。例如我们要写一个排序函数。可以用各种不同算法。如冒泡法。
void CALLBACK BubbleSort(int *pStart, int *pEnd);
也可以用quick sort
void CALLBACK QuickSort(int *pStart, int *pEnd);
那么呼叫方只需要定义一个指向这种格式的函数指针:
void (CALLBACK *p)(int*, int*),然后让p指向想用的函数就可以了。
这里只对int类型排序,实际上这种排序函数可以再叫一个CALLBACK函数来决定排序规则。以使算法可以应用到各种不同类型的变量以及不同的排序规则中。在各算法书上都有介绍。如果大家有兴趣,我可以写一下这个排序函数。
另一个典型的例子是MFC中Timer使用的CALLBACK函数,每当Timer Exprie的时候会去叫这个函数,根据返回值决定下一个动作。
C++中的函数指针与C的不同
class C
{
public:
bool test();
}
这里指向print的指针不是bool *p(),而是bool (C::*p)();
呼叫这个函数的时候这样写:
C c, *pc=&c;
bool (C::*p)() = &C::test;
c.*p();
或者 pc->*p();
赋值那行bool (C::*p)() = &C::test;在VS2003里右边可以省去 C::,到了VS2005语法更严格了,被禁止了。这里的成员函数指针对非静态函数有效。静态函数不依赖于任何object,它的表示方法和C的一样。
对于非静态成员函数的指针的继承关系是这样的:upcast合法,downcast不合法。这样的到的指针永远是安全的。
非静态成员函数指针在实际程序中的应用很多。一个典型的例子是用来写state machine(状态机器?)。例如程序在控制一个机器人的初始化阶段。整个初始化需要三个函数:1。初始化机器人的身子,2。初始化机器的左手,3。初始化机器人的右手。这样我们在state machine中用两个成员函数指针分别指向当前的状态和下一个状态 bool (CStateMachine::*m_pCurrentState), bool (CStateMachine::*m_pNextState)。。
一开始永远叫Start()
CStateMachine::CStateMachine
{
m_pCurrentState = CStateMachine::Start;
}
然后在每一个State里面管理状态变化:
bool CStateMachine::Start()
{
.....
m_pNextState = CStateMachine::InitializeLeftHand();
}
bool CStateMachine::InitializeLeftHand()
{
....
m_pNextState = CStateMachine::InitializeRightHand();
}
bool CStateMachine::InitializeRightHand()
{
....
m_pNextState = NULL;
}
这样很清晰的标志了整个初始化的过程。当然这个过程也可以用很土的程序实现,设一个flag,然后把flag于函数一一对应。但那样作出来的程序不易懂,同时增加新状态的时候不好维护。
对于CStateMachine的核心部份可以这样控制:对于任何一步操作,如果函数返回true表示成功,执行下一步
(this->*(m_pCurrentState = m_pNextState))()。如果失败则报错,同时让用户选择重试(Retry)还是放弃(Abort)还是忽略(Ignor)。
如果Abort则结束StateMachine,
如果Retry则再次叫当前函数this->*m_pCurrentState();
如果Ignor则忽略当前错误继续下一步。this->*(m_pCurrentState = m_pNextState)();
当没有下一个状态的时候StateMachine结束。 (m_pNextState == NULL)
这是标准工业中的用法,大家不妨看一看,写成一个标准的class。这将是个很有用的练习。