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初學者必讀C/C++指針應用

C++中,成員指針是最為復雜的語法結構。但在事件驅動和多線程應用中被廣泛用于調用回叫函數(shù)。在多線程應用中,每個線程都通過指向成員函數(shù)的指針來調用該函數(shù)。在這樣的應用中,如果不用成員指針,編程是非常困難的。

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剛遇到這種語法時也許會讓你止步不前。但你會發(fā)現(xiàn),使用恰當?shù)念愋投x之后,復雜的語法是可以簡化的。本文引導你了解成員函數(shù)指針的聲明,賦值和調用回叫函數(shù)。

成員函數(shù)指針的聲明

一個成員函數(shù)指針包括成員函數(shù)的返回類型,后隨::操作符類名,指針名和函數(shù)的參數(shù)。初看上去,語法有點復雜。其實可以把它理解為一個指向原函數(shù)的指針,格式是:函數(shù)返回類型,類名,::操作符,指針星號,指針名,函數(shù)參數(shù)。

一個指向外部函數(shù)的指針聲明為:

 
 
  1. void (*pf)(char *, const char *);  
  2. void strcpy(char * dest, const char * source);  
  3. pf=strcpy; 

一個指向類A成員函數(shù)的指針聲明為:

 
 
  1. void (A::*pmf)(char *, const char *); 

聲明的解釋是:pmf是一個指向A成員函數(shù)的指針,返回無類型值,函數(shù)帶有二個參數(shù),參數(shù)的類型分別是char * 和 const char *。除了在星號前增加A:: ,與聲明外部函數(shù)指針的方法一樣。

賦值

給成員指針賦值的方法是將函數(shù)名通過指針符號&賦予指針名。如下所示:

 
 
  1. class A  
  2. {  
  3. public:  
  4.  void strcpy(char *, const char *);  
  5.  void strcat(char *, const char *);  
  6. };  
  7. pmf = &A::strcpy; 

有些老的編譯器可以通過沒有&號的賦值方式,但標準C++強制要求加上&號。

使用類型定義

可以用類型定義來隱藏復雜的成員指針語法。例如,下面的語句定義了PMA是一個指向A成員函數(shù)的指針,函數(shù)返回無類型值,函數(shù)參數(shù)類型為char * 和 const char *:

 
 
  1. typedef void(A::*PMA)(char *, const char *);  
  2. PMA pmf= &A::strcat; // pmf是PMF類型(類A成員指針)的變量 

下文會看到使用類型定義特別有利于聲明成員指針數(shù)組。

通過成員指針調用成員函數(shù)

可以在不必知道函數(shù)名的情況下,通過成員指針調用對象的成員函數(shù)。例如,函數(shù)dispatcher有一個變量pmf,通過它調用類成員函數(shù),不管它調用的是strcpy()函數(shù)還是strcat()函數(shù)。指向外部原函數(shù)的指針和指向類成員函數(shù)的指針是有很大區(qū)別的。后者必須指向被調函數(shù)的宿主對象。因此,除了要有成員指針外,還要有合法對象或對象指針。

現(xiàn)舉例做進一步說明。假設A有二個實例,成員函數(shù)指針支持多態(tài)性。這樣在成員指針調用虛成員函數(shù)時是動態(tài)處理的(即所謂后聯(lián)編 - 譯注)。注意,不可調用構造和析構函數(shù)。示例如下:

 
 
  1. A a1, a2;  
  2. A *p= &a1; //創(chuàng)建指向A的指針  
  3. //創(chuàng)建指向成員的指針并初始化  
  4. void (A::*pmf)(char *, const char *) = &A::strcpy;  
  5. //要將成員函數(shù)綁定到pmf,必須定義呼叫的對象。  
  6. //可以用*號引導:  
  7. void dispatcher(A a, void (A::*pmf)(char *, const char *))  
  8. {  
  9.  char str[4];  
  10.  (a.*pmf)(str, “abc”); //將成員函數(shù)綁定到pmf  
  11. }  
  12. //或用A的指針表達方式指向成員指針:  
  13. void dispatcher(A * p, void (A::*pmf)(char *, const char *))  
  14. {  
  15.  char str[4]; (p->*pmf)(str, “abc”);  
  16. }  
  17. //函數(shù)的調用方法為:  
  18. dispatcher(a, pmf); // .* 方式  
  19. dispatcher(&a, pmf); // ->* 方式  

高級使用技巧

以上是成員函數(shù)的基本知識?,F(xiàn)在介紹它的高級使用技巧。

成員指針數(shù)組

在下例,聲明了一個含有二個成員指針的數(shù)組,并分配類的成員函數(shù)地址給成員指針:

 
 
  1. PMA pmf[2]= {&A::strcpy, &A::strcat}; 

這樣的數(shù)組在菜單驅動應用中很有用。選擇菜單項后,應用將調用相應的回叫函數(shù),如下所示:

 
 
  1. enum MENU_OPTIONS { COPY, CONCAT };  
  2. int main()  
  3. {  
  4.  MENU_OPTIONS option; char str[4];  
  5.  //從外部資源讀取選項  
  6.  switch (option)  
  7.  {  
  8. case COPY:  
  9.  (pa->*pmf[COPY])(str, “abc”);  
  10. break;  
  11. case CONCAT:  
  12.  (pa->*pmf[CONCAT])(str, “abc”);  
  13.  break;  
  14.  //…  
  15.  }  

Const 類型的成員函數(shù)

成員指針的類型應該與成員函數(shù)類型一致。上面例子中的pmf 可以指向A的任意函數(shù),只要該函數(shù)不是const類型。如下所示,如果將touppercase()的地址分配給pmf,將導致編譯出錯,因為touppercase() 的類型是const。

 
 
  1. Class A  
  2. {  
  3. public:  
  4.  void strpcy(char *, const char *);  
  5.  void strcat(char *, const char *);  
  6.  void touppercase(char *, const char*) const;  
  7. };  
  8. pmf=&A::touppercase; //出錯,類型不匹配  
  9. //解決的方法是聲明一個const類型的成員指針:  
  10. void (A::pcmf)(char *, const char *) const;  
  11. pcmf=&A::touppercase; // 現(xiàn)在可以了 

有些差勁的編譯器允許一個非const類型的成員指針指向const類型的成員函數(shù)。這在標準C++是不允許的。

結語

可能有點費解:成員指針不是真正的指針。傳統(tǒng)意義上的指針是一個整數(shù),保存指向某個變量或函數(shù)的地址。成員指針則是一個復合數(shù)據(jù)結構,包含有若干個數(shù)據(jù)成員。成員指針的這個復雜性使得入門比較困難。然而,一旦掌握了它的語法,就能感到它是在事件驅動和多線程應用中調用回叫函數(shù)必不可少的工具。


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