深入理解C/C++函數指標

原文地址:http://blog.sina.com.cn/u/1082089673函數指標數組的妙用

 

         筆者在開發某軟體過程中遇到這樣一個問題，前級模組傳給我位元據，輸入參數為 char* buffer和 int length，buffer是資料的首地址，length表示這批資料的長度。資料的特點是：長度不定，類型不定，由第一個位元組（buffer[0]）標識該資料的類型，共有256（28 ）種可能性。我的工作是必須對每一種可能出現的資料類型都要作處理，並且我的模組包含若干個函數，在每個函數裡面都要作類似的處理。若按通常做法，會寫出如下代碼：

void MyFuntion( char* buffer, int length )
{
　　　　__int8 nStreamType = buffer[0];

　　　　switch( nStreamType )
　　　　{
　　　　　　　case 0:
　　　　　　　　　　　function1();
　　　　　　　　　　　break;
　　　　　　　case 1:
　　　　　　　......
　　　　　　　case 255:
　　　　　　　　　　　function255();
　　　　　　　　　　　break;
　　　　　}
}        如果按照這種方法寫下去，那麼在我的每一個函數裡面，都必須作如此多的判斷，寫出的代碼肯定很長，並且每一次處理，都要作許多次判斷之後才找到正確的處理函數，代碼的執行效率也不高。針對上述問題，我想到了用函數指標數組的方法解決這個問題。

　　函數指標的概念，在潭浩強先生的C語言程式設計這本經典的教程中提及過，在大多數情況下我們使用不到，也忽略了它的存在。函數名實際上也是一種指標，指向函數的入口地址，但它又不同於普通的如int*、double*指標，看下面的例子來理解函數指標的概念：
int funtion( int x, int y );
void main ( void )
{
 　　　int (*fun) ( int x, int y );
 　　　int a = 10, b = 20;
 　　　function( a, b );
 　　　fun = function;
 　　　（*fun）( a, b );
 　　　　……
}
　　語句1定義了一個函數function，其輸入為兩個整型數，返回也為一個整型數（輸入參數和傳回值可為其它任何資料類型）；語句3定義了一個函數指標，與int*或double*定義指標不同的是，函數指標的定義必須同時指出輸入參數，表明這是一個函數指標，並且*fun也必須用一對括弧括起來；語句6將函數指標賦值為funtion，前提條件是*fun和function的輸入參數和傳回值必須保持一致。語句5直接調用函數function（），語句7是調用函數指標，二者等效。

　　當然從上述例子看不出函數指標的優點，目的主要是想引出函數指標數組的概念。我們從上面例子可以得知，既然函數名可以通過函數指標加以儲存，那們也一定能定義一個數組儲存若干個函數名，這就是函數指標數組。正確使用函數指標數組的前提條件是，這若干個需要通過函數指標數組儲存的函數必須有相同的輸入、輸出值。這樣，我工作中所面臨的問題可以解決如下：

首先定義256個處理函數(及其實現)。

void funtion0( void );
……
void funtion255(void );

其次定義函數指標數組，並給數組賦值。
void (*fun[256])(void);

fun[0] = function0;
……
fun[255] = function();
最後，MyFunction()函數可以修改如下：

void MyFuntion( char* buffer, int length )
{
　　　　__int8 nStreamType = buffer[0];
　　　　（*fun[nStreamType]）();
}

　　只要2行代碼，就完成了256條case語句要做的事，減少了編寫代碼時工作量，將nStreamType作為數組下標，直接調用函數指標，從代碼執行效率上來說，也比case語句高。假如多個函數中均要作如此處理，函數指標數組更能體現出它的優勢。

函數指標與typedef關於C++中函數指標的使用(包含對typedef用法的討論)
（一）簡單的函數指標的應用。
//形式1：傳回型別(*函數名)(參數表)
char (*pFun)(int);
char glFun(int a){ return;}
void main()
{
    pFun = glFun;
    (*pFun)(2);
}
        第一行定義了一個指標變數pFun。首先我們根據前面提到的“形式1”認識到它是一個指向某種函數的指標，這種函數參數是一個int型，傳回值是char類型。只有第一句我們還無法使用這個指標，因為我們還未對它進行賦值。
        第二行定義了一個函數glFun()。該函數正好是一個以int為參數返回char的函數。 我們要從指標的層次上理解函數——函數的函數名實際上就是一個指標，函數名指向該函數的代碼在記憶體中的首地址。
        然後就是可愛的main()函數了，它的第一句您應該看得懂了——它將函數glFun的地址賦值給變數pFun。main()函數的第二句中“*pFun”顯然是取pFun所指向地址的內容，當然也就是取出了函數glFun()的內容，然後給定參數為2。
（二）使用typedef更直觀更方便。
//形式2：typedef 傳回型別(*新類型)(參數表)
typedef char (*PTRFUN)(int);
PTRFUN pFun;
char glFun(int a){ return;}
void main()
{
    pFun = glFun;
    (*pFun)(2);
}
        typedef的功能是定義新的類型。第一句就是定義了一種PTRFUN的類型，並定義這種類型為指向某種函數的指標，這種函數以一個int為參數並返回char類型。後面就可以像使用int,char一樣使用PTRFUN了。
        第二行的代碼便使用這個新類型定義了變數pFun，此時就可以像使用形式1一樣使用這個變數了。
（三）在C++類中使用函數指標。
//形式3：typedef 傳回型別(類名::*新類型)(參數表) 
class CA
{
 public:
    char lcFun(int a){ return; }
};
CA ca;
typedef char (CA::*PTRFUN)(int);
PTRFUN pFun;
void main()
{
    pFun = CA::lcFun;
    ca.(*pFun)(2);
}
        在這裡，指標的定義與使用都加上了“類限制”或“對象”，用來指明指標指向的函數是哪個類的,這裡的類對象也可以是使用new得到的。比如：
CA *pca = new CA;
pca->(*pFun)(2);
delete pca;
        而且這個類對象指標可以是類內部成員變數，你甚至可以使用this指標。比如：
        類CA有成員變數PTRFUN m_pfun;
void CA::lcFun2()
{ 
   (this->*m_pFun)(2);
}
        一句話，使用類成員函數指標必須有“->*”或“.*”的調用。 在調用動態庫時，習慣用typedef重新定義動態庫函數中的函數地址（函數指標），如在動態庫（test.dll）中有如下函數：

      int   DoCase(int, long);

則，在調用動態庫是有兩種方法：

  1.  先聲明一個與動態庫中類型一致的指標函數變數：

        int (*DOCASE)(int ,long);//用於指向動態庫中的DoCase函數地址

        HINSTANCE gLibMyDLL = NULL;

       gLibMyDLL = LoadLibrary("test.dll");

       if(gLibMyDLL != NULL)

         {

                   //得到函數地址

                     DOCASE = (int(*)(int,long))GetProcAddress(gLibMyDLL, "DoCase");

          }  

         //調用函數

         int s = DOCASE(1,1000);

   2.用typedef定義一個指標函數：typedef (*DOCASE)(int ,long);

         HINSTANCE gLibMyDLL = NULL;

        DOCASE _docase;

       gLibMyDLL = LoadLibrary("test.dll");

      if(gLibMyDLL != NULL)

          {

                _docase = (DOCASE)GetProcAddress(gLibMyDll, "DoCase");

         }

      //調用函數

      int s=_docase(1,1000);