C++ 函式指標（初階）

函式的地址是存盤其機器語言代碼的記憶體的開始地址，可以撰寫將另一個函式的地址作為引數的函式，它允許在不同的時間傳遞不同函式的地址，這意味著可以在不同的時間使用不同的函式，

1 函式指標型別

宣告指向函式的指標時，必須指定函式的回傳型別以及函式的特征標（引數串列），可以首先撰寫這種函式的原型，然后用 (*pf) 替換函式名，這樣 pf 就是這類函式的指標，以下面的程式為例，要獲取函式的地址，只需使用函式名即可（后面不跟引數），這與陣列地址有幾分相似，函式指標 pf 的型別是 double (*)(int)，由于 pf 是指向 pam() 函式的指標，因此 (*pf) 是函式，使用函式指標呼叫函式時，C++ 將 pf 與 (*pf) 看作是等價的（雖然前者是函式指標，后者是函式），將 pf() 用作函式呼叫與將 (*pf)() 用作函式呼叫，效果一樣，

//函式原型
double pam(int);

//宣告對應的函式指標
double (*pf)(int);

//賦值，也可在宣告時進行
pf = pam;

//使用函式指標呼叫函式，以下幾種方式等效
double x = pam(4);   //方式一
double x = (*pf)(4); //方式二
double x = pf(4);    //方式三

//輸出函式地址
cout << pam;  //值為0x001F1384
cout << pf;   //值為0x001F1384

對函式指標進行賦值時，對應函式的特征標和回傳型別必須與 pf 相同，如果不相同，編譯器將拒絕這種賦值，例如函式指標型別 const double * (*)(const double *, int) 與下面幾種函式匹配，它們的特征標看似不同，但實際上相同，還可使用 auto 關鍵字自動推斷函式指標的型別，

//函式原型
const double * f1(const double ar[], int n);
const double * f2(const double * ar, int n);
const double * f3(const double [], int);
const double * f4(const double *, int);

//宣告函式指標
const double * (*pf)(const double *, int);

//賦值
pf = f1;
pf = f2;
pf = f3;
pf = f4;

//可使用自動型別推斷
auto pff = f1;

假設要設計一個名為 estimate() 的函式，用于估算撰寫指定行數的代碼所需的時間，而且允許每個程式員提供自己的演算法來估算時間，此時可將函式地址作為該函式的輸入引數，其函式原型可使用如下宣告，需保證每個程式員提供的函式特征標和回傳型別都一致且與 double (*)(int) 匹配，

//將函式指標作為函式引數
void estimate(int lines, double (*pf)(int));

2 函式指標陣列

指向函式指標陣列的指標通常用于類的虛方法實作中，細節通常由編譯器自動處理，如下程式所示，函式指標陣列大體性質與一維陣列相似，其中需要注意的是：

• 運算子 () 與 [] 的優先級比 * 要高，因此需在合適的地方使用括號 () 提高 * 的優先級，
• 無法將指標算術運用于函式名，即出現 fb+1 或 arrpf[i]+1 時編譯器會報錯，
• 無法將 sizeof() 運用于函式名 fb ，但可用于 arrpf[i]，即出現 sizeof(fb) 時編譯器會報錯，但 sizeof(arrpf[i]) 則不會，

//函式原型
double fa(int);
double fb(int);
double fc(int);
double fd(int);

//宣告并初始化函式指標陣列
double (*arrpf[4])(int) = {fa,fb,fc,fd};

//宣告并初始化指向函式指標陣列第一個元素的指標，以下三種方式對arrpfb等效
double (**arrpfb)(int) = arrpf;     //方式一
double (**arrpfb)(int) = &arrpf[0]; //方式二
auto arrpfb = &arrpf[0];            //方式三

//宣告并初始化指向整個函式指標陣列的指標，以下兩種方式對arrpfc等效
double (*(*arrpfc)[4])(int) = &arrpf; //方式一
auto arrpfc = &arrpf;                 //方式二

//呼叫函式fb，以下幾種方式等效
int x = 5;
double y = fb(x);

double y = arrpf[1](x);
double y = (*arrpf[1])(x);
double y = (*(arrpf+1))(x);
double y = (**(arrpf+1))(x);

double y = arrpfb[1](x);
double y = (*arrpfb[1])(x);
double y = (*(arrpfb+1))(x);
double y = (**(arrpfb+1))(x);

double y = (*arrpfc)[1](x);
double y = (*(*arrpfc)[1])(x);
double y = (*(*arrpfc+1))(x);
double y = (**(*arrpfc+1))(x);

//應用指標算術時單位1表示的位元組數(32系統)
cout << int(arrpf+1)-int(arrpf);        //結果為4
cout << int(&arrpf[0]+1)-int(&arrpf[0]);//結果為4
cout << int(&arrpf+1)-int(&arrpf);      //結果為16

cout << int(arrpfb+1)-int(arrpfb);      //結果為4
cout << int(arrpfc+1)-int(arrpfc);      //結果為16

//應用sizeof()獲得記憶體量大小(32系統)
cout << sizeof(arrpf);    //結果為16
cout << sizeof(&arrpf[0]);//結果為4
cout << sizeof(&arrpf);   //結果為4
cout << sizeof(arrpf[0]); //結果為4

cout << sizeof(arrpfb);   //結果為4
cout << sizeof(arrpfc);   //結果為4

3 使用 typedef 進行簡化

可將 typedef 關鍵字用于函式指標型別，簡化程式的撰寫，如下所示，此時 p_fun 就是函式指標型別 double (*)(int) 的別名，上述陣列以及指標宣告可采用以下等效形式，

//指定函式指標別名
typedef double (*p_fun)(int);

//宣告并初始化函式指標陣列，與前面等效
p_fun arrpf[4] = {fa,fb,fc,fd};

//宣告并初始化指向函式指標陣列第一個元素的指標，與前面等效
p_fun* arrpfb = &arrpf[0]; 

//宣告并初始化指向整個函式指標陣列的指標，與前面等效
p_fun (*arrpfc)[4] = &arrpf;

本文作者：木三百川

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