[C++基礎]035_指針函數與函數指針<詳細講解>

1. 前言

   關於指針函數和函數指針，特別是函數指針，相信很多C/C++ers跟我曾經一樣，對它抱有敬畏，認為它是很高深的東西，其實不然。要理解它花不了多少功夫，或許我一句話就能說清楚二者的區別，但是這樣也只是在腦子里形成一個概念而已。大學時代，作為一名學生時，我可以一天看完毛概，考八九十分；但是我用了一個星期去看譚浩強的C++教材(盡管現在很多人鄙視這本教材)，上機時卻仍無從下手，我可以侃侃而談，熟悉一切概念，但是就是編不出程序。這就是程序員的世界，凡事只有動手才能領悟真諦。不過這也應證了一句千古名句，也是我最喜歡的一句詩“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”。

   本文所有代碼編譯及運行環境：windows 7 professionnal， Visual Studio2010 professional.

2. 概述

   按照行文的總-分-總的結構，這里仍然先概括的介紹一下指針函數和函數指針的概念，然后再用程序來詳細的介紹二者。下面就是指針函數和函數指針的概念。

  【指針函數】：返回指針的函數。重點是它是一個函數，只是返回值由普通的值或對象變成了指針，也就是說這個函數返回的是一塊內存的地址。

  【函數指針】：指向函數的指針。重點是它是一個指針，只是它指向的內容由普通的變量或對象變成了函數，也就是說它可以指向函數的入口地址。

3. 指針函數

   在介紹指針函數之前，我們先來看一個普通的函數。

#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(){ 17     MyType mt(10); 18     cout<<&mt<<endl; 19     return mt; 20 } 21 
int main(){

    MyType mt = getInstanceOfMyType(); 25     cout<<&mt<<endl; 26     cout<<mt.m_value<<endl; 27 
    system("pause");
    return 0;
}

   塗色部分就是我們需要注意的地方，函數"getInstanceOfMyType()"內部創建了一個MyType的對象，接着輸出了該對象的地址，最后返回了該對象。main函數里面，通過調用該函數，獲得了函數的返回值，接着打印了返回對象的地址，再輸出獲得對象的m_value屬性的值。輸出結果如下：

Construct.
0045F688
Desconstruct.
0045F788
10
請按任意鍵繼續. . .

   可以看到，在"getInstanceOfMyType()"函數里，對象創建之后又被銷毀了。從輸出可以看出，返回的對象地址與函數里創建的對象地址是不一樣的，但是屬性m_value的值是一樣的，這說明通過該普通函數獲取的是函數內部創建對象的一個副本，這就是普通函數在返回對象時的處理。

   在看到普通函數的處理之后，我們再來看一個指針函數的處理，下面是一段指針函數的代碼，注意，這段代碼與上一段很相似，要注意區分。

#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(){ 17     MyType *mt = new MyType(10); 18     cout<<mt<<endl;
    return mt;
}

int main(){

    MyType *mt = getInstanceOfMyType(); 25     cout<<mt<<endl;
    cout<<mt->m_value<<endl;

    system("pause");
    return 0;
}

   上面代碼着色的部分需要我們注意，特別是函數"getInstanceOfMyType()"，它在這里已經是一個指針函數了，那么，這段程序的輸出是什么呢？如下：

Construct.
00754AA8
00754AA8
10
請按任意鍵繼續. . .

   可以看出，在函數"getInstanceOfMyType()"中的對象一直沒有被調用析構函數，函數內和函數外的對象的地址是完全一樣的，當然，對象里存儲的內容m_value的值也是一樣的。你可能會問，不是說函數調用完，就銷毀局部變量嗎？是的，它銷毀了，但是它只銷毀了"MyType *mt"這個指針，它指向的內存卻不會被銷毀。所以，在外面我們仍然可以繼續訪問這個對象。這種情況下，我們一般是需要在函數調用外面加上我們自己的delete操作的，上面的程序沒有添加這樣的操作，嚴格上來講是一個錯誤的程序。

   使用指針函數時，直接返回函數內部對象的地址，這樣就無需重新制造對象的副本，對效率的提升有幫助。但是需要注意的是，一定要記得在函數外部將函數內部申請的內存釋放掉，否則就有內存溢出的風險。

4. 函數指針

   下面說道我們今天主要的話題了——函數指針。函數指針是一個很有用的技術，它使得我們可以通過指針就能執行某一個函數代碼。對於技術高超的人來說，它是一把【絕世好劍】，能夠解決很多問題。下面，我們就函數指針來探究一番。

   首先，來看一段最簡單的函數指針的代碼，注意聲明和調用的方式。

#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); // 這是一個函數指針變量
    pFunction = printFunc;   // 這里將函數入口地址給函數指針
    (*pFunction)(7);         // 通過*運算符獲取了函數，再傳入參數7執行了函數

    system("pause");
    return 0;
}

   上述代碼着色部分就是函數指針的聲明-定義-執行的過程，可以看出來，我只要將函數入口地址給函數指針就可以執行函數了。這里有個知識點，就是關於函數的調用方式，一般我們調用函數的方式是這樣的：函數名（參數列表），但是其實函數的調用方式也可以這樣來寫：（*函數名）（參數列表）。即可以如下來調用函數，只是很少這樣用：

(*printFunc)(8);

   除此之外，我們還可以這樣寫：（&函數名）（參數列表）。即如下調用函數，這也幾乎沒人這樣用：

(&printFunc)(8);

   對於函數指針，它有兩個前提：①．就是指向的函數返回值要與聲明的函數指針一致。②．指向的函數的參數類型及個數要與聲明的函數指針一致。否則，是無法編譯通過的。

5. 函數指針類型

   上面一節在使用函數指針的時候，直接聲明了一個函數指針。其實函數指針也可以借助typedef聲明為一個類型，這樣我們就可以像定義int型變量一樣來定義一個函數指針了。定義函數指針類型代碼如下：

#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); // 函數指針類型，注意返回值和參數列表

int main(){

    PFunction ptrFunc; // 定義函數指針變量 13     ptrFunc = printFunc;
    (*ptrFunc)(1); // 第一種調用方式
    ptrFunc(2);    // 第二種調用方式

    system("pause");
    return 0;
}

6. 一個函數指針的妙用示例

#include <iostream>
using namespace std;

typedef void (*PFunction)(int x); // 函數指針類型，注意返回值和參數列表

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;
}

   具體的這里就不解說了，代碼很短，也很容易看懂。

7. 結語

   本文就指針函數和函數指針做了一個簡單的入門講解，希望讀者在閱讀完本文以后，對指針函數和函數指針有一個深入的認識。當然，寫作本文的目的也是為了強化筆者的C++基礎功底。