初學(xué)者必讀C/C++指針應(yīng)用
C++中,成員指針是最為復(fù)雜的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)。但在事件驅(qū)動(dòng)和多線程應(yīng)用中被廣泛用于調(diào)用回叫函數(shù)。在多線程應(yīng)用中,每個(gè)線程都通過(guò)指向成員函數(shù)的指針來(lái)調(diào)用該函數(shù)。在這樣的應(yīng)用中,如果不用成員指針,編程是非常困難的。
剛遇到這種語(yǔ)法時(shí)也許會(huì)讓你止步不前。但你會(huì)發(fā)現(xiàn),使用恰當(dāng)?shù)念?lèi)型定義之后,復(fù)雜的語(yǔ)法是可以簡(jiǎn)化的。本文引導(dǎo)你了解成員函數(shù)指針的聲明,賦值和調(diào)用回叫函數(shù)。
成員函數(shù)指針的聲明
一個(gè)成員函數(shù)指針包括成員函數(shù)的返回類(lèi)型,后隨::操作符類(lèi)名,指針名和函數(shù)的參數(shù)。初看上去,語(yǔ)法有點(diǎn)復(fù)雜。其實(shí)可以把它理解為一個(gè)指向原函數(shù)的指針,格式是:函數(shù)返回類(lèi)型,類(lèi)名,::操作符,指針星號(hào),指針名,函數(shù)參數(shù)。
一個(gè)指向外部函數(shù)的指針聲明為:
- void (*pf)(char *, const char *);
- void strcpy(char * dest, const char * source);
- pf=strcpy;
一個(gè)指向類(lèi)A成員函數(shù)的指針聲明為:
- void (A::*pmf)(char *, const char *);
聲明的解釋是:pmf是一個(gè)指向A成員函數(shù)的指針,返回?zé)o類(lèi)型值,函數(shù)帶有二個(gè)參數(shù),參數(shù)的類(lèi)型分別是char * 和 const char *。除了在星號(hào)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(guò)指針?lè)?hào)&賦予指針名。如下所示:
- class A
- {
- public:
- void strcpy(char *, const char *);
- void strcat(char *, const char *);
- };
- pmf = &A::strcpy;
有些老的編譯器可以通過(guò)沒(méi)有&號(hào)的賦值方式,但標(biāo)準(zhǔn)C++強(qiáng)制要求加上&號(hào)。
使用類(lèi)型定義
可以用類(lèi)型定義來(lái)隱藏復(fù)雜的成員指針語(yǔ)法。例如,下面的語(yǔ)句定義了PMA是一個(gè)指向A成員函數(shù)的指針,函數(shù)返回?zé)o類(lèi)型值,函數(shù)參數(shù)類(lèi)型為char * 和 const char *:
- typedef void(A::*PMA)(char *, const char *);
- PMA pmf= &A::strcat; // pmf是PMF類(lèi)型(類(lèi)A成員指針)的變量
下文會(huì)看到使用類(lèi)型定義特別有利于聲明成員指針數(shù)組。
通過(guò)成員指針調(diào)用成員函數(shù)
可以在不必知道函數(shù)名的情況下,通過(guò)成員指針調(diào)用對(duì)象的成員函數(shù)。例如,函數(shù)dispatcher有一個(gè)變量pmf,通過(guò)它調(diào)用類(lèi)成員函數(shù),不管它調(diào)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(lèi)成員函數(shù)的指針是有很大區(qū)別的。后者必須指向被調(diào)函數(shù)的宿主對(duì)象。因此,除了要有成員指針外,還要有合法對(duì)象或?qū)ο笾羔槨?/p>
現(xiàn)舉例做進(jìn)一步說(shuō)明。假設(shè)A有二個(gè)實(shí)例,成員函數(shù)指針支持多態(tài)性。這樣在成員指針調(diào)用虛成員函數(shù)時(shí)是動(dòng)態(tài)處理的(即所謂后聯(lián)編 - 譯注)。注意,不可調(diào)用構(gòu)造和析構(gòu)函數(shù)。示例如下:
- A a1, a2;
- A *p= &a1; //創(chuàng)建指向A的指針
- //創(chuàng)建指向成員的指針并初始化
- void (A::*pmf)(char *, const char *) = &A::strcpy;
- //要將成員函數(shù)綁定到pmf,必須定義呼叫的對(duì)象。
- //可以用*號(hào)引導(dǎo):
- void dispatcher(A a, void (A::*pmf)(char *, const char *))
- {
- char str[4];
- (a.*pmf)(str, “abc”); //將成員函數(shù)綁定到pmf
- }
- //或用A的指針表達(dá)方式指向成員指針:
- void dispatcher(A * p, void (A::*pmf)(char *, const char *))
- {
- char str[4]; (p->*pmf)(str, “abc”);
- }
- //函數(shù)的調(diào)用方法為:
- dispatcher(a, pmf); // .* 方式
- dispatcher(&a, pmf); // ->* 方式
高級(jí)使用技巧
以上是成員函數(shù)的基本知識(shí)。現(xiàn)在介紹它的高級(jí)使用技巧。
成員指針數(shù)組
在下例,聲明了一個(gè)含有二個(gè)成員指針的數(shù)組,并分配類(lèi)的成員函數(shù)地址給成員指針:
- PMA pmf[2]= {&A::strcpy, &A::strcat};
這樣的數(shù)組在菜單驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中很有用。選擇菜單項(xiàng)后,應(yīng)用將調(diào)用相應(yīng)的回叫函數(shù),如下所示:
- enum MENU_OPTIONS { COPY, CONCAT };
- int main()
- {
- MENU_OPTIONS option; char str[4];
- //從外部資源讀取選項(xiàng)
- switch (option)
- {
- case COPY:
- (pa->*pmf[COPY])(str, “abc”);
- break;
- case CONCAT:
- (pa->*pmf[CONCAT])(str, “abc”);
- break;
- //…
- }
- }
Const 類(lèi)型的成員函數(shù)
成員指針的類(lèi)型應(yīng)該與成員函數(shù)類(lèi)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(lèi)型。如下所示,如果將touppercase()的地址分配給pmf,將導(dǎo)致編譯出錯(cuò),因?yàn)閠ouppercase() 的類(lèi)型是const。
- Class A
- {
- public:
- void strpcy(char *, const char *);
- void strcat(char *, const char *);
- void touppercase(char *, const char*) const;
- };
- pmf=&A::touppercase; //出錯(cuò),類(lèi)型不匹配
- //解決的方法是聲明一個(gè)const類(lèi)型的成員指針:
- void (A::pcmf)(char *, const char *) const;
- pcmf=&A::touppercase; // 現(xiàn)在可以了
有些差勁的編譯器允許一個(gè)非const類(lèi)型的成員指針指向const類(lèi)型的成員函數(shù)。這在標(biāo)準(zhǔn)C++是不允許的。
結(jié)語(yǔ)
可能有點(diǎn)費(fèi)解:成員指針不是真正的指針。傳統(tǒng)意義上的指針是一個(gè)整數(shù),保存指向某個(gè)變量或函數(shù)的地址。成員指針則是一個(gè)復(fù)合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),包含有若干個(gè)數(shù)據(jù)成員。成員指針的這個(gè)復(fù)雜性使得入門(mén)比較困難。然而,一旦掌握了它的語(yǔ)法,就能感到它是在事件驅(qū)動(dòng)和多線程應(yīng)用中調(diào)用回叫函數(shù)必不可少的工具。