關於函數指針(轉)

 

函數指針的使用:

分層設計有關。分層設計早就不是什麼新的概念,分層的好處是衆所周知的,比較明顯好處就是簡化複雜度、隔離變化。採用分層設計,每層都只需關心自己的東西,這減小了系統的複雜度,層與層之間的交互僅限於一個很窄的接口,只要接口不變,某一層的變化不會影響其它層,這隔離了變化。

分層的一般原則是,上層可以直接調用下層的函數,下層則不能直接調用上層的函數。這句話說來簡單,在現實中,下層常常要反過來調用上層的函數。比如你在拷貝文件時,在界面層調用一個拷貝文件函數。界面層是上層,拷貝文件函數是下層,上層調用下層,理所當然。但是如果你想在拷貝文件時還要更新進度條,問題就來了。一方面,只有拷貝文件函數才知道拷貝的進度,但它不能去更新界面的進度條。另外一方面,界面知道如何去更新進度條,但它又不知道拷貝的進度。怎麼辦?常見的做法,就是界面設置一個回調函數給拷貝文件函數,拷貝文件函數在適當的時候調用這個回調函數來通知界面更新狀態。

抽象有關。抽象是面向對象中最重要的概念之一,也是面向對象威力強大之處。面向對象只是一種思想,大家都知道,用C語言一樣可以實現面向對象的編程。這可不是爲了趕時髦,而是一種實用的方法。如果你對此表示懷疑,可以去看看GTK+、linux kernel等開源代碼。

接口是最高級的抽象。在linux kernel裏面,接口的概念無處不在,像虛擬文件系統(VFS),它定義一個文件系統的接口,只要按照這種接口的規範,你可以自己開發一個文件系統掛上去。設備驅動程序更是如此,不同的設備驅動程序有自己一套不同的接口規範。在自己開發設備開發驅動程序時,只要遵循相應的接口規範就行了。接口在C語言中如何表示?很簡單,就是一組函數指針。

接口與實現分開有關。針對接口編程,而不是針對實現編程,此爲《設計模式》的第一條設計準則。分開接口與實現的目標是要隔離變化。軟件是變化的,如果不能把變化的東西隔離開來,導致牽一髮而動全身,代價是巨大的。這是大家所不願看到的。

C語言既然可以實現面向對象的編程,自然可以利用設計模式來分離接口與實現。像橋接模式、策略模式、狀態模式、代理模式等等,在C語言中,無一不需要利用函數指針來實現。

松耦合原則有關。面向過程與面向對象相比,之所以顯得蒼白無力,原因之一就是它不像面向對象一樣,可以直觀的把現實模型映射到計算機中。面向過程講的是層層控制,而面向對象更強調的對象間的分工合作。現實世界中的對象處於層次關係的較少,處於對等關係的居多。也就是說,對象間的交互往往是雙向的。這會加強對象間的耦合性。

耦合本身沒有錯,實際上耦合是必不可少的,沒有耦合就沒有協作,對象之間無法形成一個整體,什麼事也做不了。關鍵在於耦合要恰當,在實現預定功能的前提下,耦合要儘可能的鬆散。這樣,系統的一部分變化對其它部分的影響會很少。

函數指針是解耦對象關係的最佳利器。Signal(如boost的signal和glib中的signal)機制是一個典型的例子,一個對象自身的狀態可能是在變化的(或者會觸發一些事件),而其它對象關心它的變化。一旦該對象有變化發生,其它對象要執行相應的操作。

如果該對象直接去調用其它對象的函數,功能是完成了,但對象之間的耦合太緊了。如何把這種耦合降到最低呢,signal機制是很好的辦法。它的原理大致如下:其它關注該對象變化的對象主動註冊一個回調函數到該對象中。一旦該對象有變化發生,就調用這些回調函數通知其它對象。功能同樣實現了,但它們之間的耦合度降低了。

       
常見的幾種用法:     

1、定義函數指針類型

// 定義一個原型爲int Fun( int a );的函數指針

typedef int (*PTRFUN) ( int aPara );

2、函數指針變量的定義

PTRFUN pFun;    // pFun 爲函數指針變量名

int (*pFun2) ( int a );   // pFun2也是函數指針變量名

3、函數指針作爲函數的參數傳遞

// 定義回調函數

int CallBack( int a ){

    return ++a;

}

// 定義回調者函數

void Caller( PTRFUN cb )

// void Caller( int (*cb) ( int ) ) // 也可這樣申明

{

    int nPara = 1;

    int nRet = cb( nPara );

}

// 使用回調

void Test(){

    Caller( CallBack ); // 直接使用回調函數

    PTRFUN cb = CallBack; // int (*cb) ( int ); cb = CallBack;

    int nRet1 = cb( 99 ); // nRet1 = 100;

}

4、函數指針的指針使用

// 定義函數指針的指針

typedef int (**PTRPTRFUN) ( int aPara );

// 函數指針的指針作爲參數

void PtrCaller( PTRPTRFUN cb )

// void PtrCaller( PTRFUN* cb )           // 指針申明

// void PtrCaller( int (**cb) ( int ) ) // 原型申明

{

    int nRet = (*cb)(999); // nRet = 1000;

}


// 使用函數指針的指針

void Test(){

    PTRFUN cb = CallBack;

    PtrCaller( &cb );

}

5、函數指針數組的使用

// 函數指針數組的定義

PTRFUN fArray[10];

// int (*fArray[10]) ( int );   // 原型定義

for ( int i = 0; i < 10; i++ ){

    fArray[i] = CallBack;

    int nRet = fArray[i](i);    // nRet = i+1;

}

6、函數指針的大小

// 既然叫指針,所以跟普通的指針一樣在32位系統下大小都爲4

int nSz1 = sizeof(PTRFUN);      // nSz1 = 4;

int nSz2 = sizeof(PTRPTRFUN);   // nSz2 = 4;

注意:

        編譯器存在多種種調用規範,如在Visual C++中,可以在函數類型前加_cdecl,_stdcall或者_pascal來表示其調用規範(默認爲_cdecl)。調用規範影響編譯器產生的給定函數名,參數傳遞的順序(從右到左或從左到右),堆棧清理責任(調用者或者被調用者)以及參數傳遞機制(堆棧,CPU寄存器等)。

來源:http://www.cnblogs.com/alon/archive/2009/04/24/1442696.html
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