C++成員函數指標的應用

        C++中，成員指標是最為複雜的文法結構。但在事件驅動和多線程應用中被廣泛用於調用回叫函數。在多線程應用中，每個線程都通過指向成員函數的指標來調用該函數。在這樣的應用中，如果不用成員指標，編程是非常困難的。

　　剛遇到這種文法時也許會讓你止步不前。但你會發現，使用恰當的類型定義之後，複雜的文法是可以簡化的。本文引導你瞭解成員函數指標的聲明，賦值和調用回叫函數。

　　成員函數指標的聲明

　　一個成員函數指標包括成員函數的傳回型別，後隨::操作符類名，指標名和函數的參數。初看上去，文法有點複雜。其實可以把它理解為一個指向原函數的指標，格式是：函數傳回型別，類名，::操作符，指標星號，指標名，函數參數。

　　一個指向外部函數的指標聲明為：

　　void (*pf)(char *, const char *);

　　void strcpy(char * dest, const char * source);

　　pf=strcpy;

　　一個指向類A成員函數的指標聲明為：

　　void (A::*pmf)(char *, const char *);

　　聲明的解釋是：pmf是一個指向A成員函數的指標，返回無類型值，函數帶有二個參數，參數的類型分別是char * 和 const char *。除了在星號前增加A:: ，與聲明外部函數指標的方法一樣。

　　賦值

　　給成員指標賦值的方法是將函數名通過指標符號&賦予指標名。如下所示：

　　class A

　　{

　　public:

　　　void strcpy(char *, const char *);

　　　void strcat(char *, const char *);

　　};

　　pmf = &A::strcpy;

　　有些老的編譯器可以通過沒有&號的賦值方式，但標準C++強制要求加上&號。

　　使用類型定義

　　可以用類型定義來隱藏複雜的成員指標文法。例如，下面的語句定義了PMA是一個指向A成員函數的指標，函數返回無類型值，函數參數類型為char * 和 const char *：

　　typedef void(A::*PMA)(char *, const char *);

　　PMA pmf= &A::strcat; // pmf是PMF類型(類A成員指標)的變數

　　下文會看到使用類型定義特別有利於聲明成員指標數組。

　　通過成員指標調用成員函數

　　可以在不必知道函數名的情況下，通過成員指標調用對象的成員函數。例如，函數dispatcher有一個變數pmf，通過它調用類成員函數，不管它調用的是strcpy()函數還是strcat()函數。指向外部原函數的指標和指向類成員函數的指標是有很大區別的。後者必須指向被調函數的宿主對象。因此，除了要有成員指標外，還要有合法對象或對象指標。

　　現舉例做進一步說明。假設A有二個執行個體，成員函數指標支援多態性。這樣在成員指標調用虛成員函數時是動態處理的(即所謂後聯編 - 譯註)。注意，不可調用構造和解構函式。樣本如下：

　　A a1, a2;

　　A *p= &a1; //建立指向A的指標

　　//建立指向成員的指標並初始化

　　void (A::*pmf)(char *, const char *) = &A::strcpy;

　　//要將成員函數綁定到pmf，必須定義呼叫的對象。

　　//可以用*號引導：

　　void dispatcher(A a, void (A::*pmf)(char *, const char *))

　　{

　　　char str[4];

　　　(a.*pmf)(str, “abc”); //將成員函數綁定到pmf

　　}

　　//或用A的指標表達方式指向成員指標：

　　void dispatcher(A * p, void (A::*pmf)(char *, const char *))

　　{

　　　char str[4]; (p->*pmf)(str, “abc”);

　　}

　　//函數的調用方法為：

　　dispatcher(a, pmf); // .* 方式

　　dispatcher(&a, pmf); // ->* 方式
進階提示

　　以上是成員函數的基本知識。現在介紹它的進階提示。

　　成員指標數組

　　在下例，聲明了一個含有二個成員指標的數組，並分配類的成員函數地址給成員指標：

　　PMA pmf[2]= {&A::strcpy, &A::strcat}; 
也就是
      void (A::*PMA[2])(char *, const char *)= {&A::strcpy, &A::strcat};

　　這樣的數組在菜單驅動應用中很有用。選擇功能表項目後，應用將調用相應的回叫函數，如下所示：

　　enum MENU_OPTIONS { COPY, CONCAT };

　　int main()

　　{

　　　MENU_OPTIONS option; char str[4];

　　　//從外部資源讀取選項

　　　switch (option)

　　　{

　　　　case COPY:

　　　　　(pa->*pmf[COPY])(str, “abc”);

　　　　　break;

　　　　case CONCAT:

　　　　　(pa->*pmf[CONCAT])(str, “abc”);

　　　　　break;

　　　　　//…

　　　}

　　}

　　Const 類型的成員函數

　　成員指標的類型應該與成員函數類型一致。上面例子中的pmf 可以指向A的任意函數，只要該函數不是const類型。如下所示，如果將touppercase()的地址分配給pmf，將導致編譯出錯，因為touppercase() 的類型是const。

　　Class A

　　{

　　public:

　　　void strpcy(char *, const char *);

　　　void strcat(char *, const char *);

　　　void touppercase(char *, const char*) const;

　　};

　　pmf=&A::touppercase; //出錯，類型不符

　　//解決的方法是聲明一個const類型的成員指標：

　　void (A::pcmf)(char *, const char *) const;

　　pcmf=&A::touppercase; // 現在可以了

　　有些差勁的編譯器允許一個非const類型的成員指標指向const類型的成員函數。這在標準C++是不允許的。

　　結語

　　可能有點費解：成員指標不是真正的指標。傳統意義上的指標是一個整數，儲存指向某個變數或函數的地址。成員指標則是一個複合資料結構，包含有若干個資料成員。成員指標的這個複雜性使得入門比較困難。然而，一旦掌握了它的文法，就能感到它是在事件驅動和多線程應用中調用回叫函數必不可少的工具。