C++ 函数指针与指针函数

前言

       关于指针，这里主要讨论函数指针和指针函数。

什么是指针？

       定义：指针是程序数据在内存中的地址，而指针变量是用来保存这些地址的变量；

       上面一个 4GB 的内存可以存放 2^32 字节的数据。左侧连续的十六进制编号就是内存地址，每个内存地址对应一个字节的内存空间。而指针变量保存的就是这个编号，也即内存地址。
函数指针在PC软件开发中使用较少，在嵌入式行业使用较多，但是无论是PC软件还是嵌入式软件，理解函数指针的定义和使用，对于理解程序设计都是很有好处的。
       指针的声明：
       指针其实就是一个变量，指针的声明方式与一般的变量声明类似，如下：

int *p;         // 声明一个 int 类型的指针 p，该指针指向一个int类型的对象
char *p         // 声明一个 char 类型的指针 p，该指针指向一个int类型的对象
int *arr[10]    // 声明一个指针数组，该数组有10个元素，其中每个元素都是一个指向 int 类型对象的指针
int (*arr)[10]  // 声明一个数组指针，该指针指向一个 int 类型的一维数组
int **p;        // 声明一个指针 p ，该指针指向一个 int 类型的指针

       声明一个指针变量并不会自动分配任何内存。在对指针进行间接访问之前，指针必须进行初始化：或是使他指向现有的内存，或者给他动态分配内存，否则我们并不知道指针指向哪儿，这个问题需要特别关注。

什么是函数指针？

       函数指针定义：函数指针是指向函数的指针变量。因此“函数指针”本身首先应是指针变量，只不过该指针变量指向函数。这正如用指针变量可指向整型变量、字符型、数组一样，这里是指向函数。
       其通用表达式为：类型说明符 (*函数名) (参数)

int (*fun)(int x)  //函数指针的定义
int (*fun)(int x，int y) //函数指针的定义

       函数指针在PC软件开发中使用较少，在嵌入式行业使用较多，但是无论是PC软件还是嵌入式软件，理解函数指针的定义和使用，对于理解程序设计都是很有好处的。
       函数指针的赋值
       函数指针和其他指针一样定义之后使用之前也是需要初始化。
       函数指针有两个用途：调用函数和做函数的参数

int (*fun)(int x，int y) //函数指针的定义
fun = &Function          //函数指针的赋值方式1
fun = Function           //函数指针的赋值方式2
x = (*fun)()             //函数指针的调用方式1
x = fun()                //函数指针的调用方式2

       函数赋值的时候取地址运算符 & 不是必需的，因为一个函数标识符就表示了它的地址，并且赋值的时候函数不需要带圆括号；
       如果是函数调用，还必须包含一个圆括号括起来的参数表。
       函数指针的用法
       我们使用指针的时候，需要通过钥匙 来取其指向的内存里面的值，函数指针使用也如此。通过用(pf)取出存在这个地址上的函数，然后调用它。

char* fun(char* p1,char* p2)
{
    int i = 0;
    i = strcmp(p1,p2);
    if(0 == i)
    {
        return p1;
    }
    else
    {
        return p2;
    }
}

int main()
{
    char * (*pf)(char* p1,char* p2);
    pf = &fun;
    (*pf)("aa","bb");
    return 0;
}

       这里需要注意到是，在Visual C++6.0里，给函数指针赋值时，可以用&fun或直接用函数名fun。这是因为函数名被编译之后其实就是一个地址，所以这里两种用法没有本质的差别。

什么是指针函数？

       指针函数定义：指针函数的落脚点是一个函数，这个函数的返回值是一个指针，与普通函数int function(int，int)类似，只是返回的数据类型不一样而已。

_type_ *function(int, int) //返回的是指针地址
int function(int，int)     //返回的是int型数据。

int* fun(int x)        //指针函数的定义
int* fun(int x,int y)  //指针函数的定义

       以上三种写法均正确，但是*靠近返回值一点更容易理解。
       指针函数的调用
       在调用指针函数时，需要一个同类型的指针来接收其函数的返回值。

typedef struct _Data
{
    int a;
    int b;
}Data;

//指针函数
Data* f(int a,int b)
{
    Data * data = new Data;
    data->a = a;
    data->b = b;
    return data;
}

int main()
{
    //调用指针函数
    Data * myData = f(4,5);
    qDebug() << "f(4,5) = " << myData->a << myData->b;
    return 0;
}

       不过也可以将其返回值定义为 void* 类型，在调用的时候强制转换返回值为自己想要的类型。
       其输出结果是一样的，不过不建议这么使用，因为强制转换可能会带来风险。返回类型可以是任何基本类型和复合类型。返回指针的函数的用途十分广泛。
       事实上，每一个函数，即使它不带有返回某种类型的指针，它本身都有一个入口地址，该地址相当于一个指针。
       比如函数返回一个整型值，实际上也相当于返回一个指针变量的值，不过这时的变量是函数本身而已，而整个函数相当于一个“变量”。

函数指针与指针函数区别

       通过以上的介绍，小伙伴应该都能理解二者的定义。那么简单的总结下二者的区别：
       1. 定义不同
       指针函数本质是一个函数，其返回值为指针。
       函数指针本质是一个指针，其指向一个函数。
       2. 写法不同
       指针函数：int fun(int x,int y);
       函数指针：int (fun)(int x,int y);
       可以简单粗暴的理解为，指针函数的*是属于数据类型的，而函数指针的星号是属于函数名的。
       再简单一点，可以这样辨别两者：函数名带括号的就是函数指针，否则就是指针函数。
       3. 用法不同
       上面函数指针和指针函数的用法都有，但是函数指针的用法会更多，相对而言难度也更大，例如函数指针与回调函数，如果是C++非静态成员函数指针，其用法也会有一些区别，感兴趣的同学可以关注后续推文或自行查阅相关书籍。
       总而言之，这两个东西很容易搞混淆，一定要深入理解其两者定义和区别，避免犯错。