28-函数指针的基础知识

7.10.1　函数指针的基础知识

首先通过一个例子来阐释这一过程。假设要设计一个名为estimate()的函数，估算编写指定行数的代码所需的时间，并且希望不同的程序员都将使用该函数。对于所有的用户来说，estimate()中一部分代码都是相同的，但该函数允许每个程序员提供自己的算法来估算时间。为实现这种目标，采用的机制是，将程序员要使用的算法函数的地址传递给estimate()。为此，必须能够完成下面的工作：

• 获取函数的地址；
• 声明一个函数指针；
• 使用函数指针来调用函数。

1．获取函数的地址

获取函数的地址很简单：只要使用函数名（后面不跟参数）即可。也就是说，如果think()是一个函数，则think就是该函数的地址。要将函数作为参数进行传递，必须传递函数名。一定要区分传递的是函数的地址还是函数的返回值：

process(think);   // passes address of think() to process()
thought(think()); // passes return value of think() to thought()

process()调用使得process()函数能够在其内部调用think()函数。thought()调用首先调用think()函数，然后将think()的返回值传递给thought()函数。

2．声明函数指针

声明指向某种数据类型的指针时，必须指定指针指向的类型。同样，声明指向函数的指针时，也必须指定指针指向的函数类型。这意味着声明应指定函数的返回类型以及函数的特征标（参数列表）。也就是说，声明应像函数原型那样指出有关函数的信息。例如，假设Pam leCoder编写了一个估算时间的函数，其原型如下：

double pam(int); // prototype

则正确的指针类型声明如下：

double (*pf)(int); // pf points to a function that takes
                   // one int argument and that
                   // returns type double

这与pam()声明类似，只是将pam替换为了（pf）。由于pam是函数，因此（pf）也是函数。而如果（*pf）是函数，则pf就是函数指针。

提示： 通常，要声明指向特定类型的函数的指针，可以首先编写这种函数的原型，然后用（*pf）替换函数名。这样pf就是这类函数的指针。

为提供正确的运算符优先级，必须在声明中使用括号将pf括起。括号的优先级比运算符高，因此pf（int）意味着pf()是一个返回指针的函数，而（pf）（int）意味着pf是一个指向函数的指针：

double (*pf)(int); // pf points to a function that returns double
double *pf(int);   // pf() a function that returns a pointer-to-double

正确地声明pf后，便可以将相应函数的地址赋给它：

double pam(int);
double (*pf)(int);
pf = pam;         // pf now points to the pam() function

注意，pam()的特征标和返回类型必须与pf相同。如果不相同，编译器将拒绝这种赋值：

double ned(double);
int ted(int);
double (*pf)(int);
pf = ned;             // invalid -- mismatched signature
pf = ted;             // invalid -- mismatched return types

现在回过头来看一下前面提到的estimate()函数。假设要将将要编写的代码行数和估算算法（如pam()函数）的地址传递给它，则其原型将如下：

void estimate(int lines, double (*pf)(int));

上述声明指出，第二个参数是一个函数指针，它指向的函数接受一个int参数，并返回一个double值。要让estimate()使用pam()函数，需要将pam()的地址传递给它：

estimate(50, pam); // function call telling estimate() to use pam()

显然，使用函数指针时，比较棘手的是编写原型，而传递地址则非常简单。

3．使用指针来调用函数

现在进入最后一步，即使用指针来调用被指向的函数。线索来自指针声明。前面讲过，（pf）扮演的角色与函数名相同，因此使用（pf）时，只需将它看作函数名即可：

double pam(int);
double (*pf)(int);
pf = pam;              // pf now points to the pam() function
double x = pam(4);  // call pam() using the function name
double y = (*pf)(5); // call pam() using the pointer pf

实际上，C++也允许像使用函数名那样使用pf：

double y = pf(5); // also call pam() using the pointer pf

第一种格式虽然不太好看，但它给出了强有力的提示——代码正在使用函数指针。

历史与逻辑

真是非常棒的语法！为何pf和（pf）等价呢？一种学派认为，由于pf是函数指针，而pf是函数，因此应将（*pf）()用作函数调用。另一种学派认为，由于函数名是指向该函数的指针，指向函数的指针的行为应与函数名相似，因此应将pf()用作函数调用使用。C++进行了折中——这两种方式都是正确的，或者至少是允许的，虽然它们在逻辑上是互相冲突的。在认为这种折中粗糙之前，应该想到，容忍逻辑上无法自圆其说的观点正是人类思维活动的特点。