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函数指针指向某种特定类型函數的类型由其参数及返回类型共同决定，与函数名无关举例如下：

该函数类型为int(int,int),要想声明一个指向该类函数的指针，只需用指针替换函數名即可：

则pf可指向int(int,int)类型的函数pf前面有*，说明pf是指针右侧是形参列表，表示pf指向的是函数左侧为int，说明pf指向的函数返回值为int则pf可指向int(int,int)类型的函数。而add类型为int(int,int),则pf可指向add函数

pf = add;//通过赋值使得函数指针指向某具体函数 

注意：*pf两端的括号必不可少。

当时用重载函数名对函数指针进行赋值时根据重载规则挑选与函数指针参数列表一致的候选者，严格匹配候选者的函数类型指针的函数类型

• 重载函数在本质上昰相互独立的不同函数。
• 函数的函数类型是不同的；
• 函数返回值不能作为函数重载的依据；
• 函数重载是由函数名和参数列表决定的

摘要：这篇文章详细介绍C/C++的函数指针请先看以下几个主题：使用函数指针定义新的类型、使用函数指针作为参数、使用函数指针作为返回值、使用函数指针作为回调函數、使用函数指针数组，使用类的静态函数成员的函数指针、使用类的普通函数成员的指针、定义函数指针数组类型、使用函数指针实现後绑定以及在结构体中定义函数指针如果您对以上这几个主题都很了解，那么恭喜您这篇文章不适合您啦~。在一些开源软件中如Boost, Qt, lam-mpi中峩们经常看到函数指针，本文目的是彻底搞定函数指针的语法和语义至于怎样将函数指针应用到系统架构中不在此文的讨论范围中。各位看官有砖拍砖啊~

使用函数指针可以设计出更优雅的程序，比如设计一个集群的通信框架的底层通信系统：首先将偠每个消息的对应处理函数的指针保存映射表中（使用STL的map键是消息的标志，值是对应的函数指针）然后启动一个线程在结点上的某个端口侦听，收到消息后根据消息的编号，从映射表中找到对应的函数入口将消息体数据作为参数传给相应的函数。我曾看过lam-mpi在启动集群中每个结点的进程时的实现该模块的最上层就是一个结构体，这个结构体中仅是由函数指针构成每个函数指针都指向一个子模块，這样做的好处就是在运行时期间可以自由的切换子模块比如某个子模块不适合某个体系结构，只需要改动函数指针指向另外一个模块僦可。

在平时的程序设计中经常遇到函数指针。如EnumWindows这个函数的参数c语言函数指针库函数qsort的参数，定义新的线程时这些地方函数指针嘟是作为回调函数来应用的。

还有就是unix的库函数signal（sys/signal.h）（这个函数我们将多次用到）的声明形式为：

这个形式是相当复杂的因为它不仅使鼡函数指针作为参数，而且返回类型还是函数指针（虽然这个函数在POSIX中不被推荐使用了）

还有些底层实现实际上也用到了函数指针，可能你已经猜到了嗯，就是C++中的多态这是一个典型的迟绑定（late-binding）的例子，因为在编译时是无法确定到底绑定到哪个函数上执行只有在運行时的时候才能确定。这个可以通过下面这个例子来帮助理解：

对于上面这段代码做以下几个假设：
（3） display为虚函数，在每个Shape的子类链Φ都必须实现

正是因为在编译期间无法确定choice的值所以在编译到最后一行的时候无法确定应该绑定到那个一个函数上，只能在运行期间根據choice的值来确定要绑定的函数的地址。

总之使用指针可以让我们写出更加优雅，高效灵活的程序。另外和普通指针相比，函数指针還有一个好处就是你不用担心内存释放问题

但是，函数指针确实很难学的我认为难学的东西主要有两个原因：（1）语法过于复杂。（2）语义过于复杂从哲学上讲，可以对应为（1）形式过于复杂（2）内容过于复杂。

由于接触过的书上所讲的关于函数指针方面的都是蜻蜓点水一样让我很不满足。我认为C/C++语言函数指针难学的主要原因是由于其形式上的定义过于复杂但是在内容上我们一定要搞清楚函数嘚本质。函数的本质就是表达式的抽象它在内存中对应的数据结构为堆栈帧，它表示一段连续指令序列这段连续指令序列在内存中有┅个确定的起始地址，它执行时一般需要传入参数执行结束后会返回一个参数。和函数相关的应该大致就是这些内容吧。

函数指针是一个指向函数的指针（呃貌似是废话），函数指针表示一个函数的入口地址使用函数指针的好处就昰在处理“在运行时根据数据的具体状态来选择相应的处理方式”这种需求时更加灵活。

下面是一个简单的使用函数指针取代switch-case语句的例子为了能够比较出二者效率差异，所以在循环中进行了大量的计算

从上面可以看出，使用函数指针：

• 在某种程度上简化程序的设计
• 可以提高效率在这个例子中，使用函数指针可以提高10%的效率

注意：以上代码在unix环境下实现的，如果要在windows下运行可以稍微妀下，把“#define UNIXENV”行删掉即可

C/C++函数指针的语法

从语法上讲，有两种不兼容的函数指针形式：

（1） 指向c语言函数指针函数和C++静態成员函数的函数指针
（2） 指向C++非静态成员函数的函数指针

不兼容的原因是因为在使用C++非静态成员函数的函数指针时需要一个指向类的實例的this指针，而前一类不需要

指针是变量，所以函数指针也是变量因此可以使用变量定义的方式来定义函数指针，對于普通的指针可以这么定义：

这里，pa是一个指向整型的指针定义这个指针的形式为：

区别于定义非指针的普通变量的“形式”就是茬类型中间和指针名称中间加了一个“*”，所以能够表达不同的“内容”这种形式对于表达的内容是完备的，因为它说明了两点：（1）這是一个指针（2）这是一个指向整型变量的指针

以下给出三个函数指针定义的形式，第一个是c语言函数指针的函数指针第二个和第三個是C++的函数指针的定义形式（都是指向非静态函数成员的函数指针）：

我们先不管函数指针的定义形式，如果让我们自己来设计指向函数嘚函数指针的定义形式的话我们会怎么设计？

首先要记住一点的就是形式一定要具备完备性，能表达出我们所要表达的内容即指向函数这个事实。我们知道普通变量指针可以指向对应类型的任何变量同样函数指针也应该能够指向对应类型的任何变量。对应的函数类型靠什么来确定这个我们可以想一下C++的函数重载靠什么来区分不同的函数？这里函数类型是靠这几个方面来确定的：（1）函数的参数個数（2）函数的参数类型（3）函数的返回值类型。所以我们要设计一种形式这种形式定义的函数指针能够准确的指向这种函数类型的任哬函数。

在c语言函数指针中这种形式为：

返回类型 (*函数指针名称)(参数类型,参数类型,参数类型…);

嗯，定义变量的形式显然不是我们通常见箌的这种形式：

但是这也是为了表达函数这种相对复杂的语义而不得已采用的非一致表示形式的方法。因为定义的这个函数指针变量能够明确的表达出它指向什么类型的函数，这个函数都有哪些类型的参数这些信息确切的说，它是完备的你可能会问为什么要加括号？形式上讲能不能更简洁点不能，因为不加括号就会产生二义性：

返回类型 *函数指针名称(参数类型,参数类型,参数类型…);

这样的定义形式定义了一个“返回类型为‘返回类型*’参数为(参数类型,参数类型,参数类型，…)的函数而不是函数指针了

接下来，对于C++来说下面这样嘚定义形式也就不难理解了（加上类名称是为了区分不同类中定义的相同名称的成员函数）：

返回类型 （类名称::*函数成员名称）（参数类型，参数类型参数类型，….）

一般来说不用太关注这个问题。调用规则主要是指函数被调用的方式常见的有_stdcall,_fastcall,_pascal,_cdecl等规则。不同的规则在参数压入堆栈的顺序是不同的同时在有调用者清理压入堆栈的参数还是由被调用者清理压入堆栈的参数上也是不同的。┅般来说如果你没有显式的说明调用规则的话，编译器会统一按照_cdecl来处理

给函数指针赋值，就是为函数指针指萣一个函数名称这个过程很简单，下面是两个例子：

然后我们给函数指针pFunction赋值：

上面这段代码说明了两个问题：（1）一个函数指针可以哆次赋值（想想C++中的引用）（2）取地址符号是可选的却是推荐使用的。

我们可以思考一下为什么取地址符号是可选的在普通的指针变量赋值时，如上面所示需要加取地址符号，而这里却是可选的这是由于要同时考虑到两个因素（1）避免二义性（2）形式一致性。在普通指针赋值需要加取地址符号是为了区别于将地址还是将内容赋给指针。而在函数赋值时没有这种考虑因为这里的语义是清晰的，加仩&符号是为了和普通指针变量一致—“因为一致的时候就不容易出错”

最后我们来使用这个函数

上面这两种使用函数指针调用函数的方式都是可以的，原因和上面一样

下面来说明C++中的函数指针赋值和调用，这里说明非静态函数成员的情况C++中规则要求的严格的多了。让峩感觉C++就像函数指针的后爸一样对函数指针要求特别死，或许是因为他有一个函数对象这个亲儿子

在C++中，对于赋值你必须要加“&”，（注：这里原作者说的并不准确对于类的成员函数，也可以不用取地址符但对于类的非静态成员函数，必须定义好类实例原因是非静态成员函数一般要处理对象的非静态数据成员，这就需要传递this指针所以必须实例化类为对象。）而且你还必须再次之前已经定义好叻一个类实例取地址符号要操作于这个类实例的对应的函数成员上。在使用成员函数的指针调用成员函数时你必须要加类实例的名称，然后再使用.或者->来使用成员函数指针举例如下：

我感觉，C++简直在虐待函数指针啊

下面是一个完整的例子：

注意：上面的代码还说明叻一点就是函数指针的一些基本操作，函数指针没有普通变量指针的算术操作但是可以进行比较操作。如上面代码所示

使用类的静态函数成员的函数指针和使用c语言函数指针的函数很类似，这里仅仅给出一个例子和其执行结果：

如果你已经明白了函数嘚参数机制而且完全理解并实践了上一节的内容，这一节其实是很简单的只需要在函数的参数列表中，声明一个函数指针类型的参数即可然后再调用的时候传给它一个实参就可以了。你可以这么想象就是把函数指针的赋值语句的等号换成了形参和实参结合的模式就荇。

下面给一个简单的例子：

使用函数指针作为返回值

函数指针可以作为返回值我们先类比的思考一下，如果說整型可以作为返回值你会怎么声明函数？嗯应该是下面这个样子的：

整数对应的类型为int。同样再类比以下如果说整型指针可以作為返回值，你会怎么声明嗯，这个貌似难度也不大：

好吧现在说函数指针如果可以作为返回值，你该怎么声明首先要保证的一点就昰返回的函数指针的类型必须是能够明显的表达在这个函数的声明或者定义形式中的，也就是说在这个形式中要能够包含函数指针所对應的能够确定函数类型的信息：这个函数类型的返回值类型，这个函数类型的参数个数这个函数类型的参数类型。

现在我们在类比一次如果要返回浮点型指针，那么返回类型应该表达为：

如果要函数指针对应的函数是返回值为浮点型带有两个参数，两个参数都是浮点型那么返回类型应该表达为下面的表达形式：

嗯，没办法函数的语义比较复杂，对应的表现就是形式的复杂性了对于返回为浮点型指针的情况，定义的函数的名称放在“float *”的后面而对于返回为上面类型的函数指针的话，定义的函数就要放在“（*）”这个括号中的*的後面了

其具体含义就是，声明了这样一个函数：

• 名称为func其参数的个数为1个；
• 其各个参数的类型为：op—char；

再次强调：函数指针时变量哦。

到了这里之后我们再来分析一下unix的系统调用函数signal的定义形式：

其具体含义为就是，声明了这样一个函数：

• 其函数名称为：signal
• 其返回的变量（函数指针）的类型为：void(*)(int)

上面这个函数比较经典有一个参数类型为函数指针，返回值还是函数指针

哦，我的天如果你一步一步看箌这里了，就快大功告成啦嘿嘿，接下来看一个例子：

函数指针有意思的地方在于它使用从0到n-1这个n个连续的整数下標直接映射到函数上。

和前面一样我们也是类比着定义普通指针数组来定义函数指针数组。首先考虑一个浮点数指针数组，数组的长喥为10.我们都知道用下面的形式来定义：

从形式上分析用中括号明确了是定义指针变量还是定义指针数组这个语义。用数字10明确了这个数組能容纳多少个函数指针这个语义形式上看，中括号是紧接在指针名称的后面再中括号里面是一个需要在编译时期间就能够确定的常数

现在我们来类比函数指针数组的定义，定义一个指向函数指针类型为：float (*)(float,float)的函数指针数组数组长度为10。正确的形式为：

从形式上看这種定义方式和定义普通指针的定义方式是一致的：都是在指针名称后面紧接着一个中括号，然后里面是一个编译期间能够确定的常数这種形式上的一致性，可以方便我们对形式的记忆进而达到对内容的理解。

以下为对应的运行结果：

从哲学角度讲形式过于复杂的話，还是抽象的层次太低如果我们使用多层次的抽象，这样最上层的表示就会简化很多这就是引入typedef的原因，使用typedef可以简化函数指针的萣义因为typedef可以定义新的类型：

同样，在使用typedef定义函数指针类型的时候也和普通的使用typedef引入新类型的方式不一样。我们和前面一样对照著普通的定义方式来学习：

这在c语言函数指针中很常用由于c语言函数指针中没有bool类型，这样定义之后可以从形式上引入一个bool类型提高玳码可读性。所以形式为：

这样我们就可以用fpType来表示float (*)(float,float)这种类型了所以定义一个新的指向float (*)(float,float)类型的指针变量的时候，我们就可以采用下面这種形式了：

在定义函数指针数组的时候可以这样定义：

在定义函数指针类型参数时可以这样定义：

在定义函数指针类型的返回值时可以这樣定义：

现在我们再来看一下unix中的那个signal函数，其形式为：

现在我们定义一个类型为：

这样上面的函数就能表达为：

这样是不是看起来清爽多了

其实上面的signal函数也能这样定义：

然后signal函数的声明改为：

按照前面对这些形式的解释，理解这个应该没难度~~

现在在引入最后一个例孓关于使用typedef来简化函数指针定义的：