函数指针的进化论(1)

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http://www.microsoft.com/taiwan/msdn/columns/donet/functionpointer_2.htm

摘要

透过一个实际的范例，来了解何谓函数指针：

// FncPtr.cpp

#include 

using std::cin;

using std::cout;

using std::endl;

// 声明 Fnc1(), Fun2(), Twice()

float Fnc1(int);

float Fnc2(int);

double Twice(float (*)(int), int);

// 主程序

int main() {

  int A = 3;

  int B = 5;

  count << "Twice(Fnc1, A)的值为: "

            << Twice(Fnc1, A) << endl;

  count << "Twice(Fnc2, B)的值为: "

            << Twice(Fnc2, B) << endl;

}

float Fnc1(int N) {

  return float (N*N);

}

float Fnc2(int N) {

  return float (N*N*N);

}

double Twice(float (*pF)(int), int N) {

  return 2.0 * double(pF(N));

}

执行结果：

Twice(Fnc1, A)的值为：18

Twice(Fnc2, B)的值为：250

此例中，pF 即为函数指针，而函数名称本身 (Fun1 与 Fun2) 是常数的函数指针。通过函数指针，函数被资料化了 (变成指针)，如此一来函数也可以被传递、被纪录，所以 Fnc1 与 Fnc2 可以被当成参数，传进 Twice() 中。

一旦函数可以被传递、被纪录，这开启了许多可能性，产生许多有趣的应用，特别是下列三者：

·                 多态 (polymorphism)：稍后再说明。

·                 多线程 (multithreading)：将函数指针传进负责建立多线程的 API 中：例如 Win32 的 CreateThread(...pF...)。

·                 回调 (call-back)：所谓的回调机制就是：「当发生某事件时，自动呼叫某段程序代码」，Charles Petzold 称此为「Don’t Call Me, I'll Call You」。事件驱动 (event-driven) 的系统经常透过函数指针来实现回调机制，例如 Win32 的 WinProc 其实就是一种回调，用来处理窗口的讯息。

函数指针的致命缺点是：无法对参数 (parameter) 和返回值 (return value) 的型态进行检查，因为函数已经退化成指针，指针是不带有这些型态信息的。少了型态检查，当参数或返回值不一致时，会造成严重的错误。编译器和虚拟机器 (VM) 并不会帮我们找出函数指针这样的致命错误。所以，许多新的程序语言不支持函数指针，而改用其它方式。

多态

多态的实现方式很复杂，大致上是编译器或 VM 在数据结构内加入一个资料指针，此指针通常称为 vptr，是 Virtual Table Pointer 的意思。vptr 指向一个 Virtual Table，此 Virtual Table 是一个数组 (array)，由许多函数指针所组成，每个函数指针各自指向一个函数的地址。如图 1 所示。

 

(未完待续)

作者:蔡學鏞   更新日期:2004-11-07
来源:MSDN台湾   浏览次数:

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