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了解C++函数指针的基本用法

一、函数指针的定义和使用

函数指针是指向函数的指针变量。定义函数指针的方法与定义普通指针的方法类似,只是在类型声明时要加上括号,并在括号内部加上函数参数列表,以表示指向的是函数。例如,下面的代码声明了一个指向函数 add 的指针:

int (*p)(int, int); // 定义整型函数指针 p

声明函数指针后,可以将其赋值为一个函数的地址,使函数指针指向该函数。例如:

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}
int main() {
    int (*p)(int, int); // 声明整型函数指针
    p = add; // 将函数指针 p 指向函数 add
    int sum = (*p)(1, 2); // 调用函数 add,计算和
    std::cout << sum << std::endl; // 输出结果:3
    return 0;
}

在上面的代码中,先声明一个指向函数 add 的指针 p,再将其赋值为函数 add 的地址。函数指针声明后还需要用解引用运算符 * 来调用函数。

二、函数指针作为函数参数

函数指针作为函数参数,可以使代码的复用性更高,代码量更少。可以定义一个函数指针作为形参,在调用函数时,将指向具体函数的指针作为实参传递。例如:

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}
void calculate(int (*p)(int, int)) {
    int sum = (*p)(1, 2); // 调用函数 add,计算和
    std::cout << sum << std::endl; // 输出结果:3
}
int main() {
    int (*p)(int, int); // 声明整型函数指针
    p = add; // 将函数指针 p 指向函数 add
    calculate(p); // 将函数指针作为参数传递给函数 calculate
    return 0;
}

在上面的代码中,定义了一个函数 calculate,它的参数是一个指向函数的指针。在 main 函数中,将函数指针 p 指向函数 add,再将函数指针作为参数传递给函数 calculate。在 calculate 函数中,调用函数指针 p 所指向的函数,并将结果输出。

三、函数指针数组

函数指针数组是一个数组,数组的每个元素都是一个指针,指向一个函数。定义一个函数指针数组的方法与定义一个函数指针的方法类似。例如:

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}
int sub(int a, int b) {
    return a - b;
}
int mul(int a, int b) {
    return a * b;
}
int div(int a, int b) {
    return a / b;
}
int main() {
    int (*p[4])(int, int); // 定义一个包含 4 个函数指针的数组
    p[0] = add; // 将第一个函数指针指向 add 函数
    p[1] = sub; // 将第二个函数指针指向 sub 函数
    p[2] = mul; // 将第三个函数指针指向 mul 函数
    p[3] = div; // 将第四个函数指针指向 div 函数
    int result = (*p[0])(2, 3); // 调用函数指针 p[0],计算和
    std::cout << result << std::endl; // 输出结果:5
    result = (*p[1])(2, 3); // 调用函数指针 p[1],计算差
    std::cout << result << std::endl; // 输出结果:-1
    result = (*p[2])(2, 3); // 调用函数指针 p[2],计算积
    std::cout << result << std::endl; // 输出结果:6
    result = (*p[3])(6, 3); // 调用函数指针 p[3],计算商
    std::cout << result << std::endl; // 输出结果:2
    return 0;
}

在上面的代码中,定义了一个包含 4 个函数指针的数组 p,每个函数指针分别指向不同的函数。在 main 函数中,分别通过数组下标访问不同的函数指针,并调用指向的函数。

四、函数指针作为返回值

在 C++ 中,函数可以返回另一个函数的指针。定义一个返回函数指针的函数需要用到函数指针类型。例如:

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}
int sub(int a, int b) {
    return a - b;
}
int (*p(int op))(int, int) { // p 是一个名为 p 的函数,它返回一个函数指针
    if (op == 0) {
        return add; // 如果 op 等于 0,返回指向 add 函数的指针
    } else {
        return sub; // 如果 op 不等于 0,返回指向 sub 函数的指针
    }
}
int main() {
    int (*fp)(int, int) = p(0); // 调用 p 函数,返回指向 add 函数的指针
    int result = (*fp)(1, 2); // 调用函数指针 fp,计算和
    std::cout << result << std::endl; // 输出结果:3
    fp = p(1); // 调用 p 函数,返回指向 sub 函数的指针
    result = (*fp)(1, 2); // 调用函数指针 fp,计算差
    std::cout << result << std::endl; // 输出结果:-1
    return 0;
}

在上面的代码中,定义了一个函数指针类型的函数 p,它返回一个指向函数的指针。在 main 函数中,先将函数指针 fp 指向 add 函数,再将其赋值为指向 sub 函数。通过调用函数 p 来改变函数指针 fp 所指向的函数。