C++成员函数指针的应用

简介:    C++中,成员指针是最为复杂的语法结构。但在事件驱动和多线程应用中被广泛用于调用回叫函数。在多线程应用中,每个线程都通过指向成员函数的指针来调用该函数。在这样的应用中,如果不用成员指针,编程是非常困难的。

   C++中,成员指针是最为复杂的语法结构。但在事件驱动和多线程应用中被广泛用于调用回叫函数。在多线程应用中,每个线程都通过指向成员函数的指针来调用该函数。在这样的应用中,如果不用成员指针,编程是非常困难的。 

  刚遇到这种语法时也许会让你止步不前。但你会发现,使用恰当的类型定义之后,复杂的语法是可以简化的。本文引导你了解成员函数指针的声明,赋值和调用回叫函数。 

  成员函数指针的声明 

  一个成员函数指针包括成员函数的返回类型,后随::操作符类名,指针名和函数的参数。初看上去,语法有点复杂。其实可以把它理解为一个指向原函数的指针,格式是:函数返回类型,类名,::操作符,指针星号,指针名,函数参数。 

  一个指向外部函数的指针声明为: 

 void (*pf)(char *, const char *); 

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

 pf=strcpy; 


  一个指向类A成员函数的指针声明为: 

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


  声明的解释是:pmf是一个指向A成员函数的指针,返回无类型值,函数带有二个参数,参数的类型分别是char * 和 const char *。除了在星号前增加A:: ,与声明外部函数指针的方法一样。 

  赋值 

  给成员指针赋值的方法是将函数名通过指针符号&赋予指针名。如下所示: 

class  A
{

  
public :

   
void  strcpy( char   * const   char   * );

   
void  strcat( char   * const   char   * );

};
pmf 
=   & A::strcpy; 



  有些老的编译器可以通过没有&号的赋值方式,但标准C++强制要求加上&号。 

  使用类型定义 
  

  C++新标准规定了一种新的方法,使用别名声明来定义类型的别名:

 

  using SI=Sales_item; //SI是Sales_item的同义词

  

  这种使用关键字using作为别名声明的开始,其后紧跟别名和等号,其作用是把等号左侧的名字规定成等号右侧类型的别名。

 

  类型别名和类型的名字等价,只要是类型的名字能出现的地方,就能使用类型别名。

   

  eg: SI item;  //等价于Sales_item item;

 

  可以用类型定义来隐藏复杂的成员指针语法。例如,下面的语句定义了PMA是一个指向A成员函数的指针,函数返回无类型值,函数参数类型为char * 和 const char *: 

  typedef void(A::*PMA)(char *, const char *); 

  

  using PMA=void (A::*)(char *,const char *);


  PMA pmf= &A::strcat; // pmf是PMF类型(类A成员指针)的变量 

  下文会看到使用类型定义特别有利于声明成员指针数组。 

  通过成员指针调用成员函数 

可以在不必知道函数名的情况下,通过成员指针调用对象的成员函数。例如,函数dispatcher有一个变量pmf,通过它调用类成员函数,不管它调用 的是strcpy()函数还是strcat()函数。指向外部原函数的指针和指向类成员函数的指针是有很大区别的。后者必须指向被调函数的宿主对象。因 此,除了要有成员指针外,还要有合法对象或对象指针。 

  现举例做进一步说明。假设A有二个实例,成员函数指针支持多态性。这样在成员指针调用虚成员函数时是动态处理的(即所谓后联编 - 译注)。注意,不可调用构造和析构函数。示例如下: 

    A a1, a2;

  A 
* p =   & a1;  // 创建指向A的指针

  
// 创建指向成员的指针并初始化

  
void  (A:: * pmf)( char   * const   char   * =   & A::strcpy;

  
// 要将成员函数绑定到pmf,必须定义呼叫的对象。

  
// 可以用*号引导:

  
void  dispatcher(A a,  void  (A:: * pmf)( char   * const   char   * ))

  {

   
char  str[ 4 ];

   (a.
* pmf)(str, “abc”);  // 将成员函数绑定到pmf

  }

  
// 或用A的指针表达方式指向成员指针:

  
void  dispatcher(A  *  p,  void  (A:: * pmf)( char   * const   char   * ))

  {

   
char  str[ 4 ]; (p ->* pmf)(str, “abc”);

  }

  
// 函数的调用方法为:

  dispatcher(a, pmf); 
//  .* 方式

  dispatcher(
& a, pmf);  //  ->* 方式 


高级使用技巧 

  以上是成员函数的基本知识。现在介绍它的高级使用技巧。 

  成员指针数组 

  在下例,声明了一个含有二个成员指针的数组,并分配类的成员函数地址给成员指针: 

  PMA pmf[2]= {&A::strcpy, &A::strcat}; 
也就是
      void (A::*PMA[2])(char *, const char *)= {&A::strcpy, &A::strcat}; 

  这样的数组在菜单驱动应用中很有用。选择菜单项后,应用将调用相应的回叫函数,如下所示: 

    enum  MENU_OPTIONS { COPY, CONCAT };

  
int  main()
  {
   MENU_OPTIONS option; 
char  str[ 4 ];
   
// 从外部资源读取选项
   
switch  (option)
   {
    
case  COPY:

     (pa
->* pmf[COPY])(str, “abc”);

     
break ;

    
case  CONCAT:

     (pa
->* pmf[CONCAT])(str, “abc”);

     
break ;

     
//

   }
  } 



  Const 类型的成员函数 

  成员指针的类型应该与成员函数类型一致。上面例子中的pmf 可以指向A的任意函数,只要该函数不是const类型。如下所示,如果将touppercase()的地址分配给pmf,将导致编译出错,因为touppercase() 的类型是const。 

   Class A
  {

  
 public :

     
void  strpcy( char   * const   char   * );

   
  void  strcat( char   * const   char   * );

   
  void  touppercase( char   * const   char * const ;

  };

  pmf
=& A::touppercase;  // 出错,类型不匹配

  
// 解决的方法是声明一个const类型的成员指针:

  
void  (A::pcmf)( char   * const   char   * const ;

  pcmf
=& A::touppercase;  //  现在可以了 



  有些差劲的编译器允许一个非const类型的成员指针指向const类型的成员函数。这在标准C++是不允许的。

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