Impossible is nothing  
  爱过知情重醉过知酒浓   花开花谢终是空   缘份不停留像春风来又走   女人如花花似梦
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C++指针探讨 (-) 数据指针 


    指针,在C/C++语言中一直是很受宠的;几乎找不到一个不使用指针的C/C++应用。用于存储数据和程序的地址,这是指针的基本功能。用于指向整型数, 用整数指针(int*);指向浮点数用浮点数指针(float*);指向结构,用对应的结构指针(struct xxx *);指向任意地址,用无类型指针(void*)。
    有时候,我们需要一些通用的指针。在C语言当中,(void*) 可以代表一切;但是在C++中,我们还有一些比较特殊的指针,无法用(void*)来表示。事实上,在C++中,想找到一个通用的指针,特别是通用的函数 指针可是一个“不可能任务”。
   
    C++是一种强类型的语言,C++的编译器的功能是强大的,它的其中一个设计目标,是尽力为程序找出程序中可能存在的问题;因此,C++对类型的匹配是非 常严格的。在C语言中,你可以用void*来指向一切;但在C++中,void*并不能指向一切,就算能,也没有意义,因为它不能帮你发现问题,比如,用 函数指针赋值给一个数据指针。
   
    下面我们来探讨一下,C++中如何存储各种类型的指针。
   
    1.  数据指针
     数据指针分为两种:常规数据指针和成员数据指针
     
    1.1 常规数据指针 (难度: 1)
     这个不用说明了,和C语言一样,很简单,直接定义、赋值就够了。常见的有:int*, double* 等等。
     如:
     int value = 123;
     int * pn = &value;
     
     
    1.2 成员数据指针 (难度: 4)
     有如下的结构:
     struct MyStruct
     {
       int key;
       int value;
     };
     
     现在有一个结构对象:
     MyStruct me;
     
     我们需要 value 成员的地址,我们可以:
     int * pValue = &me.value;
     
     :) 没什么难的对吧?
     
     我们假设一下,现在有一个结构的指针:
     
     MyStruct* pMe = new MyStruct;
     现在,我们要取得 pMe中 value 的指针,要怎么做呢?
     int * ppValue = &pMe->value;
     
     :) 这仍然很容易。
     
     当然了,上面讨论的仍然是属于第一种范筹----常规数据指针。
     
     好了,我们现在需要一种指针,它指向MyStruct中的任一数据成员,那么它应该是这样的子:
     int MyStruct::* pMV = &MyStruct::value;
     或
     int MyStruct::* pMK = &MyStruct::key;
     
     这种指针的用途是用于取得结构成员在结构内的地址。我们可以通过该指针来访问成员数据:
     int value = pMe->*pMV; // 取得pMe的value成员数据。
     int value = me.*pMK; // 取得me的key成员数据。
     
     也许有人会问了,这种指针有什么用?
     确实,成员指针本来就不是一种很常用的指针。不过,在某些时候还是很有用处的。我们先来看看下面的一个函数:
     
  int sum(MyStruct* objs, int MyStruct::* pm, int count)
  {
      int result = 0;
      for(int i = 0; i < count; ++i)
          result += objs[i].*pm;
      return result;
  }
     
     这个函数的功能是什么,你能看明白吗?它的功能就是,给定count个MyStruct结构的指针,计算出给定成员数据的总和。有点拗口对吧?看看下面的程序,你也许就明白了:
     
     MyStruct me[10] =
     {
      {1,2},{3,4},{5,6},{7,8},{9,10},{11,12},{13,14},{15,16},{17,18},{19,20}
     };
     
     int sum_value = sum(me, &MyStruct::value, 10);
     //计算10个MyStruct结构的value成员的总和: sum_value 值 为 110     (2+4+6+8+...+20)
     
     int sum_key = sum(me, &MyStruct::key, 10);
     //计算10个MyStruct结构的key成员的总和:   sum_key 值 为 100       (1+3+5+7+...+19)
     
     
     也许,你觉得用常规指针也可以做到,而且更易懂。Ok,没问题:
     int sum_value(MyStruct* objs, int count)
     {
      int result = 0;
      for(int i = 0; i < count; ++i)
       result += objs[i].value;
      return result;
     }
     你是想这么做吗?但这么做,你只能计算value,如果要算key的话,你要多写一个函数。有多少个成员需要计算的话,你就要写多少个函数,多麻烦啊。

C++指针探讨 (二) 函数指针 - -

                             

    在C/C++中,数据指针是最直接,也最常用的,因此,理解起来也比较容易。而函数指针,作为运行时动态调用(比如回调函数 CallBack Function)是一种常见的,而且是很好用的手段,不能不好好认识一番。

    接下来,我们就讨论一下函数指针。
   
    2 常规函数指针(难度: 3)
        void(*fp)();
        fp 是一个典型的函数指针,用于指向无参数,无返回值的函数。
        void(*fp2)(int);
        fp2 也是一个函数指针,用于指向有一个整型参数,无返回值的函数。
        当然,有经验人士一般都会建议使用typedef来定义函数指针的类型,如:
        typedef void(* FP)();
        FP fp3; // 和上面的fp一样的定义。
        函数指针之所以让初学者畏惧,最主要的原因是它的括号太多了;某些用途的函数指针,往往会让人陷在括号堆中出不来,这里就不举例了,因为不是本文讨论的范 围;typedef 方法可以有效的减少括号的数量,以及理清层次,所以受到推荐。本文暂时只考虑简单的函数指针,因此暂不用到typedef。
       
        假如有如下两个函数:
  void f1()
  {
      std::cout << "call f " << std::endl;
  }
  
  void f2(int a)
  {
      std::cout << "call f2( " << a << " )" << std::endl;
  }
  
  现在需要通过函数指针来调用,我们需要给指针指定函数:
  fp = &f1; // 也可以用:fp = f1;
  fp2= &f2; // 也可以用:fp2= f2;
  void (*fp3)() = &f1; // 也可以用:void (*fp3)() = f1;  
  调用时如下:
  fp(); // 或 (*fp)();
  fp2(1); // 或 (*fp2)(1);
  fp3();  // 或 (*fp3)();
  对于此两种调用方法,效果完全一样,我推荐用前一种。后一种不仅仅是多打了键盘,而且也损失了一些灵活性。这里暂且不说它。
  
  C ++强调类型安全。也就是说,不同类型的变量是不能直接赋值的,否则轻则警告,重则报错。这是一个很有用的特性,常常能帮我们找到问题。因此,有识之士认 为,C++中的任何一外警告都不能忽视。甚至有人提出,编译的时候不能出现任何警告信息,也就是说,警告应该当作错误一样处理。
  
  比如,我们把f1赋值给fp2,那么C++编译器(vc7.1)就会报错:
  fp2 = &f1; // error C2440: “=” : 无法从“void (__cdecl *)(void)”转换为“void (__cdecl *)(int)”
  fp1 = &f1; // OK
  
  这样,编译器可以帮我们找出编码上的错误,节省了我们的排错时间。C++编译器正致力于这一点。
  
  考虑一下C++标准模板库的sort函数:
  // 快速排序函数
  template
     void sort(
        RandomAccessIterator _First, // 需排序数据的第一个元素位置
        RandomAccessIterator _Last,  // 需排序数据的最后一个元素位置(不参与排序)
        BinaryPredicate _Comp     // 排序使用的比较算法(可以是函数指针、函数对象等)
     );

  比如,我们有一个整型数组:
  int n[5] = {3,2,1,8,9};
  要对它进行升序排序,我们需定义一个比较函数:
  bool less(int a, int b)
  {
      return a < b; // 感谢网友指出笔误之处。原为 return a-b 是错误的。
  }
  然后用:
  sort(n, n+5, less);
  
 
  这样,不需要改变sort函数的定义,就可以按任意方法进行排序,是不是很灵活?  
  这种用法以C++的标准模板库(STL)中非常流行。另外,操作系统中也经常使用回调(CallBack)函数,实际上,所谓回调函数,本质就是函数指针。

(附注)
本文中为了说明函数指针,使用了less和great这两个函数。在C/C++的标准模板库中已经有相应的函数可以直接使用,不需要自已定义。
posted on 2006-03-02 22:27 笑笑生 阅读(292) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: C++语言

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