(轉貼) C++指针探讨 (C/C++)
1. 数据指针
数据指针分为两种：常规数据指针和成员数据指针
1.1 常规数据指针
这个不用说明了，和C语言一样，定义、赋值是很简单明了的。常见的有：int*, double* 等等。
如：
int * pn = &value;
1.2 成员数据指针
有如下的结构：
{
int key;
int value;
};
现在有一个结构对象:
MyStruct* pMe = &me;
我们需要 value 成员的地址，我们可以：
//或
int * pValue = &pMe->value;
当然了，这个指针仍然是属于第一种范筹----常规数据指针。
好了，我们现在需要一种指针，它指向MyStruct中的任一数据成员，那么它应该是这样的子：
//或
int MyStruct::* pMK = &MyStruct::key;
这种指针的用途是用于取得结构成员在结构内的地址。我们可以通过该指针来访问成员数据：
int key = me.*pMK; // 取得me的key成员数据。
那么，在什么场合下会使用到成员数据指针呢？
确实，成员指针本来就不是一种很常用的指针。不过，在某些时候还是很有用处的。我们先来看看下面的一个函数：
{
int result = 0;
for(int i = 0; i < count; ++i)
result += objs[i].*pm;
return result;
}
这个函数的功能是什么，你能看明白吗？它的功能就是，给定count个MyStruct结构的指针，计算出给定成员数据的总和。有点拗口对吧？看看下面的程序，你也许就明白了：
{
{1,2},{3,4},{5,6},{7,8},{9,10},{11,12},{13,14},{15,16},{17,18},{19,20}
};
int sum_value = sum(me, &MyStruct::value, 10);
//计算10个MyStruct结构的value成员的总和： sum_value 值 为 110 (2+4+6+8+
+20)int sum_key = sum(me, &MyStruct::key, 10);
//计算10个MyStruct结构的key成员的总和： sum_key 值 为 100 (1+3+5+7+
+19)也许，你觉得用常规指针也可以做到，而且更易懂。Ok，没问题：
{
int result = 0;
for(int i = 0; i < count; ++i)
result += objs[i].value;
return result;
}
你是想这么做吗？但这么做，你只能计算value，如果要算key的话，你要多写一个函数。有多少个成员需要计算的话，你就要写多少个函数，多麻烦啊。
在C/C++中，数据指针是最直接，也最常用的，因此，理解起来也比较容易。而函数指针，作为运行时动态调用（比如回调函数 CallBack Function）是一种常见的，而且是很好用的手段。
我们先简单的说一下函数指针。（这一部份没什么价值，纯是为了引出下一节的内容）
2 常规函数指针
void(*fp)();fp 是一个典型的函数指针，用于指向无参数，无返回值的函数。
void(*fp2)(int); fp2 也是一个函数指针，用于指向有一个整型参数，无返回值的函数。
当然，有经验人士一般都会建议使用typedef来定义函数指针的类型，如：
typedef void(* FP)(); FP fp3; // 和上面的fp一样的定义。 函数指针之所以让初学者畏惧，最主要的原因是它的括号太多了；某些用途的函数指针，往往会让人陷在括号堆中出不来，这里就不举例了，因为不是本文讨论的范围；typedef 方法可以有效的减少括号的数量，以及理清层次，所以受到推荐。本文暂时只考虑简单的函数指针，因此暂不用到typedef。
假如有如下两个函数：
void f1()
{
std::cout << "call f " << std::endl;
} void f2(int a) { std::cout << "call f2( " << a << " )" << std::endl; }现在需要通过函数指针来调用，我们需要给指针指定函数：
fp = &f1; // 也可以用：fp = f1; fp2= &f2; // 也可以用：fp2= f2; void (*fp3)() = &f1; // 也可以用：void (*fp3)() = f1; //调用时如下： fp(); // 或 (*fp)(); fp2(1); // 或 (*fp2)(1); fp3(); // 或 (*fp3)(); 对于此两种调用方法，效果完全一样，我推荐用前一种。后一种不仅仅是多打了键盘，而且也损失了一些灵活性。这里暂且不说它。
C++强调类型安全。也就是说，不同类型的变量是不能直接赋值的，否则轻则警告，重则报错。这是一个很有用的特性，常常能帮我们找到问题。因此，有识之士认为，C++中的任何一外警告都不能忽视。甚至有人提出，编译的时候不能出现任何警告信息，也就是说，警告应该当作错误一样处理。
比如，我们把f1赋值给fp2，那么C++编译器(vc7.1)就会报错：
fp2 = &f1; // error C2440: “=” : 无法从“void (__cdecl *)(void)”转换为“void (__cdecl *)(int)” fp1 = &f1; // OK 这样，编译器可以帮我们找出编码上的错误，节省了我们的排错时间。
考虑一下C++标准模板库的sort函数：
// 快速排序函数 template<typename RandomAccessIterator, typename BinaryPredicate> void sort( RandomAccessIterator _First, // 需排序数据的第一个元素位置 RandomAccessIterator _Last, // 需排序数据的最后一个元素位置（不参与排序） BinaryPredicate _Comp // 排序使用的比较算法(可以是函数指针、函数对象等) );比如，我们有一个整型数组：
int n[5] = {3,2,1,8,9};要对它进行升序排序，我们需定义一个比较函数：
bool less(int a, int b) { return a < b; }然后用：
sort(n, n+5, less);要是想对它进行降序排序，我们只要换一个比较函数就可以了。C/C++的标准模板已经提供了less和great函数，因此我们可以直接用下面的语句来比较：
sort(n, n+5, great);
这样，不需要改变sort函数的定义，就可以按任意方法进行排序，是不是很灵活？
这种用法以C++的标准模板库(STL)中非常流行。另外，操作系统中也经常使用回调(CallBack)函数，实际上，所谓回调函数，本质就是函数指针。
看起来很简单吧，这是最普通的C语言指针的用法。本来这是一个很美妙的事情，但是当C++来临时，世界就开始变了样。
假如，用来进行sort的比较函数是某个类的成员，那又如何呢？
C语言的指针相当的灵活方便，但也相当容易出错。许多C语言初学者，甚至C语言老鸟都很容易栽倒在C语言的指针下。但不可否认的是，指针在C语言中的位置极其重要，也许可以偏激一点的来说：没有指针的C程序不是真正的C程序。
然而C++的指针却常常给我一种束手束脚的感觉。C++比C语言有更严格的静态类型，更加强调类型安全，强调编译时检查。因此，对于C语言中最容易错用的指针，更是不能放过：C++的指针被分成数据指针，数据成员指针，函数指针，成员函数指针，而且不能随便相互转换。而且这些指针的声明格式都不一样：
| 数据指针 | T * |
| 成员数据指针 | T::* |
| 函数指针 | R (*)(...) |
| 成员函数指针 | R (T::*)(...) |
尽管C++中仍然有万能指针void*，但它却属于被批斗的对象，而且再也不能“万能”了。它不能转换成成员指针。
这样一来，C++的指针就变得很尴尬：我们需要一种指针能够指向同一类型的数据，不管这个数据是普通数据，还是成员数据；我们更需要一种指针能够指向同一类型的函数，不管这个函数是静态函数，还是成员函数。但是没有，至少从现在的C++标准中，还没有看到。
沐枫网志 C++指针探讨(三)成员函数指针
自从有了类，我们开始按照 数据＋操作 的方式来组织数据结构；自从有了模板，我们又开始把 数据 和 算法 分离，以便重用，实在够折腾人的。但不管怎么折腾，现在大多数函数都不再单身，都嫁给了类，进了围城。可是我们仍然需要能够自由调用这些成员函数。
考虑一下windows下的定时调用。SetTimer函数的原型是这样的：
UINT_PTR SetTimer( HWND hWnd, UINT_PTR nIDEvent, UINT uElapse, TIMERPROC lpTimerFunc);其中，参数就不解释了，这个函数估计大多数windows开发人员都知道。lpTimerFunc是个会被定时调用的函数指针。假如我们不通过WM_TIMER消息来触发定时器，而是通过lpTimerFunc来定时工作，那么我们就只能使用普通函数或静态函数，而无论如何都不能使用成员函数，哪怕通过静态函数转调也不行。
再考虑一下线程的创建：
uintptr_t _beginthread( void( *start_address )( void * ), unsigned stack_size, void *arglist );start_address仍然只支持普通函数。不过这回好了，它允许回调函数一个void*参数，它将会arglist作为参数来调用start_address。于是，聪明的C++程序员，就利用arglist传递this指针，从而利用静态函数成功的调用到了成员函数了：
class mythread{ public: static void doit(void* pThis)
{
((mythread*)pThis)->doit();
} void doit(){}};main(){ mythread* pmt = new mythread; _beginthread(&mythread::doit, 0, (void*)pmt); } 但是显然，C++程序员肯定不会因此而满足。这里头有许多被C++批判的不安定因素。它使用了C++中被认为不安全的类型转换，不安全的void*指针，等等等等。但这是系统为C语言留下的调用接口，这也就认了。那么假如，我们就在C++程序中如何来调用成员函数指针呢？
如下例，我们打算对vector中的所有类调用其指定的成员函数：
#include <vector>#include <algorithm>#include <functional>#include <iostream>using namespace std;class A{ int value;public: A(int v){value = v;} void doit(){ cout << value << endl;}; static void call_doit(A& rThis) { rThis.doit(); }};int main(){ vector<A> va; va.push_back(A(1)); va.push_back(A(2)); va.push_back(A(3)); va.push_back(A(4)); //方法1: //for_each(va.begin(), va.end(), &A::doit); //error //方法2: for_each(va.begin(), va.end(), &A::call_doit); //方法3: for_each(va.begin(), va.end(), mem_fun_ref<void, A>(&A::doit)); system("Pause"); return 0;} 方法1，编译不能通过。for_each只允许具有一个参数的函数指针或函数对象，哪怕A::doit默认有一个this指针参数也不行。不是for_each没考虑到这一点，而是根本做不到！
方法2，显然是受到了beginthread的启发，使用一个静态函数来转调用，哈哈成功了。但是不爽！这不是C++。
方法3，呼，好不容易啊，终于用mem_fun_ref包装成功了成员函数指针。
似乎方法3不错，又是类型安全的，又可以通用－－慢着，首先，它很丑，哪有调用普通C函数指针那么漂亮啊（见方法2），用了一大串包装，又是尖括号又是圆括号，还少不了&号！其次，它只能包装不超过一个参数的函数！尽管它在for_each中够用了，但是你要是想用在超过一个参数的场合，那只有一句话：不可能的任务。
是的，在标准C++中，这是不可能的任务。但事情并不总是悲观的，至少有许多第三方库提供了超越mem_fun的包装。如boost::function等等。但是它也有限制：它所支持的参数仍然是有限的，只有十多个，尽管够你用的了；同样，它也是丑陋的，永远不要想它能够简单的用&来搞定。
也许，以失去美丽的代价，来换取质量上的保证，这也是C++对于函数指针的一种无奈吧……
期待C++0x版本。它通过可变模板参数，能够让mem_fun的参数达到无限个……
－－－－－－－－
BTW: C++Builder扩展了一个关键字 closure ，允许成员函数指针如同普通函数指针一样使用。也许C++0x能考虑一下……
这是入门级的随笔，说的是函数对象的定义，使用，以及与函数指针，成员函数指针的关系。
沐枫小筑
函数对象实质上是一个实现了operator()--括号操作符--的类。
例如：
{
public:
int operator()(int a, int b)
{
return a + b;
}
};
cout << add(3,2); // 5
函数指针版本就是：
{
return a + b;
}
typedef int (*Add) (int a, int b);
cout << add(3,2); // 5
呵呵，除了定义方式不一样，使用方式可是一样的。都是：
既然函数对象与函数指针在使用方式上没什么区别，那为什么要用函数对象呢？很简单，函数对象可以携带附加数据，而指针就不行了。
下面就举个使用附加数据的例子：
{
public:
less(int num):n(num){}
bool operator()(int value)
{
return value < n;
}
private:
int n;
};
使用的时候：
cout << isLess(9) << " " << isLess(12); // 输出 1 0
这个例子好象太儿戏了，换一个：
int array[SIZE] = { 50, 30, 9, 7, 20};
// 找到小于数组array中小于10的第一个数的位置
int * pa = std::find_if(array, array + SIZE, less(10)); // pa 指向 9 的位置
// 找到小于数组array中小于40的第一个数的位置
int * pb = std::find_if(array, array + SIZE, less(40)); // pb 指向 30 的位置
这里可以看出函数对象的方便了吧？可以把附加数据保存在函数对象中，是函数对象的优势所在。
它的弱势也很明显，它虽然用起来象函数指针，但毕竟不是真正的函数指针。在使用函数指针的场合中，它就无能为力了。例如，你不能将函数对象传给qsort函数！因为它只接受函数指针。
要想让一个函数既能接受函数指针，也能接受函数对象，最方便的方法就是用模板。如：
int count_n(int* array, int size, FUNC func)
{
int count = 0;
for(int i = 0; i < size; ++i)
if(func(array[i]))
count ++;
return count;
}
这个函数可以统计数组中符合条件的数据个数，如：
int array[SIZE] = { 50, 30, 9, 7, 20};
cout << count_n(array, SIZE, less(10)); // 2
用函数指针也没有问题：
{
return v < 10;
}
cout << count_n(array, SIZE, less10); // 2
另外，函数对象还有一个函数指针无法匹敌的用法：可以用来封装类成员函数指针！
因为函数对象可以携带附加数据，而成员函数指针缺少一个类实体(类实例)指针来调用，因此，可以把类实体指针给函数对象保存起来，就可以用于调用对应类实体成员函数了。
class memfun
{
public:
memfun(void(O::*f)(const char*), O* o): pFunc(f), pObj(o){}
void operator()(const char* name)
{
(pObj->*pFunc)(name);
}
private:
void(O::*pFunc)(const char*);
O* pObj;
};
class A
{
public:
void doIt(const char* name)
{ cout << "Hello " << name << "!";}
};
memfun<A> call(&A::doIt, &a); // 保存 a::doIt指针以便调用
call("Kitty"); // 输出 Hello Kitty!
大功告成了，终于可以方便保存成员函数指针，以备调用了。
不过，现实是残酷的。函数对象虽然能够保有存成员函数指针和调用信息，以备象函数指针一样被调用，但是，它的能力有限，一个函数对象定义，最多只能实现一个指定参数数目的成员函数指针。
标准库的mem_fun就是这样的一个函数对象，但是它只能支持0个和1个参数这两种成员函数指针。如 int A::func()或void A::func(int)、int A::func(double)等等，要想再多一个参数如：int A::func(int, double)，不好意思，不支持。想要的话，只有我们自已写了。
而且，就算是我们自已写，能写多少个？5个？10个？还是100个（这也太恐怖了）？
好在boost库提供了boost::function类，它默认支持10个参数，最多能支持50个函数参数(多了，一般来说这够用了。但它的实现就是很恐怖的：用模板部份特化及宏定义，弄了几十个模板参数，偏特化(编译期)了几十个函数对象。
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C++0x已经被接受的一个课题，就是可变模板参数列表。用了这个技术，就不需要偏特化无数个函数对象了，只要一个函数对象模板就可以解决问题了。期待吧。
