[C++知识库]C++函数指针

函数指针指向的是函数而非对象。和其他指针类型一样，函数指针指向某种特定的类型。函数的类型由它的返回类型和形参共同决定，与函数名无关。

// 比较两个string对象长度
bool lengthCompare(const string &, const string &);

// pf指向一个函数，函数的参数是两个const string的引用，返回值是bool型
bool (*p)(const string &, const string &);		// 未初始化

注意: *pf两端的括号必不可少。如果不写括号，则pf是一个返回值为bool指针的函数。

1. 使用指针函数

pf = lengthCompare;			// pf指向名为lengthCompare的函数
pf = &lengthCompare;		// 等价的赋值语句：取值运算符是可选的

// 可以直接使用指向函数的指针调用该函数，无须提前解引用指针:

// 以下三种写法是等价的
bool b1 = pf("Hello", "goodbye");
bool b2 = (*pf)("Hello", "goodbye");
bool b3 = lengthCompare("Hello", "goodbye");

注意: 在指向不同函数类型的指针不存在转换规则。但和往常一样可以为函数指针赋一个nullptr或者值为0的常量表达式。

2. 函数指针的形参

和数组相类似，虽然不能定义函数类型的形参，但是形参可以指向函数的指针。此时，形参看起来是指针类型，实际上是当成指针使用。

// 第三个参数是函数类型，它会自动的转换成指向函数的指针
void useBiger(const string &s1, const string &s2, bool pf(const string &, const string &));

// 等价的声明： 显式的将形参定义成指向函数的指针
void useBiger(const string &s1, const string &s2, bool (*pf)(const string &, const string &));

我们可以直接把函数作为实参使用，他会自动转换成实参。

// 自动将函数lengthCompare转换成指向该函数的指针
useBiger(s1, s2, lengthCompare);

直接使用函数指针类型显得冗长繁琐。因此可以使用类型别名和decltype对代码进行简化。

// Func 和 Func2是函数类型
typedef bool Func(const string &, const string &);
typedef decltype(lengthCompare) Fun2;		// 等价类型

// FuncP 和 FuncP2 是指向函数的指针
typedef bool (*FuncP)(const string &, const string &);
typedef decltype(lengthCompare) *FuncP2;	// 等价类型 

特别注意：decltype返回的函数类型，此时不会将函数类型自动转换成指针类型，所以只用在结果前面加上*才能得到指针。

// useBigger的等价声明，其中使用了类型的别名
void useBiger(const string &s1, const string &s2, Func);
void useBiger(const string &s1, const string &s2, FuncP2);

3. 返回指向函数的指针

和数组类似，虽然不能返回一个函数，但是能返回指向函数类型的指针。然而，我们必须把返回类型写成指针的形式，编译器不会自动的将函数返回的类型当成对应的指针类型处理。

同样使用类型别名：

using F = int(int*, int);		// F是函数类型，不是指针
using PF = int(*)(int*, int);	// PF是指针类型

必须时刻注意，和函数类型的形参不一样，返回值不会自动转换成指针。我们必须显示地将返回类型定义为指针类型

PF f1(int);   //【正确】PF是指向函数的指针，f1返回指向函数的指针
F f1(int);	  //【错误】F是函数类型，f1不能返回一个函数
F *f1(int);	  //【正确】显示地指定返回类型是指向函数的指针

当然，我们也直接能用下面的形式直接声明f1:

int (*f1(int))(int*, int);
// 由内向外： f1是个函数，前面有*，返回一个函数指针，指针本身的类型也包含形参，因此指向函数，该函数的返回类型为int

我们同样可以使用尾置返回类型的方式

auto f1(int) -> int (*)(int*, int);

4. 将auto和decltype用于函数指针类型

如果我们明确知道返回函数是哪一个，就能使用decltype简化书写函数指针返回类型的过程。

string::size_type sumLength(const string&, const string&);

// 使用decltype推断函数的返回类型
decltype(sunLength) *getFun(const string &);

注意：牢记decltype作用于某个函数时，它返回函数类型而非指针类型