深入理解C/C++函數指針


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函數指針數組的妙用

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筆者在開發某軟件過程中遇到這樣一個問題,前級模塊傳給我二進制數據,輸入參數為 char* buffer和 int length,buffer是數據的首地址,length表示這批數據的長度。數據的特點是:長度不定,類型不定,由第一個字節(buffer[0])標識該數據的類型,共有256(28 )種可能性。我的任務是必須對每一種可能出現的數據類型都要作處理,并且我的模塊包含若干個函數,在每個函數里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,那么在我的每一個函數里面,都必須作如此多的判斷,寫出的代碼肯定很長,并且每一次處理,都要作許多次判斷之后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,我想到了用函數指針數組的方法解決這個問題。

  函數指針的概念,在潭浩強先生的C語言程序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針,指向函數的入口地址,但它又不同于普通的如int*、double*指針,看下面的例子來理解函數指針的概念:
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(輸入參數和返回值可為其它任何數據類型);語句3定義了一個函數指針,與int*或double*定義指針不同的是,函數指針的定義必須同時指出輸入參數,表明這是一個函數指針,并且*fun也必須用一對括號括起來;語句6將函數指針賦值為funtion,前提條件是*fun和function的輸入參數和返回值必須保持一致。語句5直接調用函數function(),語句7是調用函數指針,二者等效。

  當然從上述例子看不出函數指針的優點,目的主要是想引出函數指針數組的概念。我們從上面例子可以得知,既然函數名可以通過函數指針加以保存,那們也一定能定義一個數組保存若干個函數名,這就是函數指針數組。正確使用函數指針數組的前提條件是,這若干個需要通過函數指針數組保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 );

其次定義函數指針數組,并給數組賦值。
void (*fun[256])(void);

fun[0] = function0;
……
fun[255] = function();
最后,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,直接調用函數指針,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,函數指針數組更能體現出它的優勢。

函數指針與typedef

關于C++中函數指針的使用(包含對typedef用法的討論)
(一)簡單的函數指針的應用。
//形式1:返回類型(*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針變量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針,這種函數參數是一個int型,返回值是char類型。只有第一句我們還無法使用這個指針,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。我們要從指針的層次上理解函數——函數的函數名實際上就是一個指針,函數名指向該函數的代碼在內存中的首地址。
??????? 然后就是可愛的main()函數了,它的第一句您應該看得懂了——它將函數glFun的地址賦值給變量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,然后給定參數為2。
(二)使用typedef更直觀更方便。
//形式2:typedef 返回類型(*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,并定義這種類型為指向某種函數的指針,這種函數以一個int為參數并返回char類型。后面就可以像使用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量pFun,此時就可以像使用形式1一樣使用這個變量了。
(三)在C++類中使用函數指針。
//形式3:typedef 返回類型(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);
}

??????? 在這里,指針的定義與使用都加上了“類限制”或“對象”,用來指明指針指向的函數是哪個類的,這里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;

??????? 而且這個類對象指針可以是類內部成員變量,你甚至可以使用this指針。比如:
??????? 類CA有成員變量PTRFUN m_pfun;
void CA::lcFun2()
{?
?? (this->*m_pFun)(2);
}

????????一句話,使用類成員函數指針必須有“->*”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(函數指針),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針函數變量:

??????? int (*DOCASE)(int ,long);//用于指向動態庫中的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定義一個指針函數: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);


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