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於調用回叫函數。在多線程應用中，每個線程都通過指向成員函數的指針來調用該函數。在這樣的應用中，如果不用成員指針，編程是非常困難的。

剛遇到這種語法時也許會讓你止步不前。但你會發現，使用恰當的類型定義之後，復雜的語法是可以簡化的。本文引導你了解成員函數指針的聲明，賦值和調用回叫函數。

成員函數指針的聲明

一個成員函數指針包括成員函數的返回類型，後隨::操作符類名，指針名和函數的參數。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的指針，格式是：函數返回類型，類名，::操作符，指針星號，指針名，函數參數。

一個指向外部函數的指針聲明為：

void (*pf)(char *, const char *);  
void strcpy(char * dest, const char * source);  
pf=strcpy; 

一個指向類A成員函數的指針聲明為：

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

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

賦值

給成員指針賦值的方法是將函數名通過指針符號&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沒有&號的賦值方式，但標准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成員函數的指針，函數返回無類型值，函數參數類型為char * 和 const char *：

typedef void(A::*PMA)(char *, const char *);  
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於聲明成員指針數組。

通過成員指針調用成員函數

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

現舉例做進一步說明。假設A有二個實例，成員函數指針支持多態性。這樣在成員指針調用虛成員函數時是動態處理的(即所謂後聯編 - 譯注)。注意，不可調用構造和析構函數。示例如下：

A a1, a2;  
A *p= &a1; //創建指向A的指針  
//創建指向成員的指針並初始化  
void (A::*pmf)(char *, const char *) = &A::strcpy;  
//要將成員函數綁定到pmf，必須定義呼叫的對象。  
//可以用*號引導：  
void dispatcher(A a, void (A::*pmf)(char *, const char *))  
{  
　char str[4];  
　(a.*pmf)(str, “abc”); //將成員函數綁定到pmf  
}  
//或用A的指針表達方式指向成員指針：  
void dispatcher(A * p, void (A::*pmf)(char *, const char *))  
{  
　char str[4]; (p->*pmf)(str, “abc”);  
}  
//函數的調用方法為：  
dispatcher(a, pmf); // .* 方式  
dispatcher(&a, pmf); // ->* 方式  

高級使用技巧

以上是成員函數的基本知識。現在介紹它的高級使用技巧。

成員指針數組

在下例，聲明了一個含有二個成員指針的數組，並分配類的成員函數地址給成員指針：

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

這樣的數組在菜單驅動應用中很有用。選擇菜單項後，應用將調用相應的回叫函數，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  
　switch (option)  
　{  
case COPY:  
　(pa->*pmf[COPY])(str, “abc”);  
break;  
case CONCAT:  
　(pa->*pmf[CONCAT])(str, “abc”);  
　break;  
　//…  
　}  
} 

Const 類型的成員函數

成員指針的類型應該與成員函數類型一致。上面例子中的pmf 可以指向A的任意函數，只要該函數不是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。

Class A  
{  
public:  
　void strpcy(char *, const char *);  
　void strcat(char *, const char *);  
　void touppercase(char *, const char*) const;  
};  
pmf=&A::touppercase; //出錯，類型不匹配  
//解決的方法是聲明一個const類型的成員指針：  
void (A::pcmf)(char *, const char *) const;  
pcmf=&A::touppercase; // 現在可以了 

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。這在標准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。傳統意義上的指針是一個整數，保存指向某個變量或函數的地址。成員指針則是一個復合數據結構，包含有若干個數據成員。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必不可少的工具。