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成员函数指针的声明  

2008-10-25 16:19:03|  分类: 程序理论 |  标签: |举报 |字号 订阅

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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

  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 *);

  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。

  结语

  可能有点费解:成员指针不是真正的指针。传统意义上的指针是一个整数,保存指向某个变量或函数的地址。成员指针则是一个复合数据结构,包含有若干个数据成员。成员指针的这个复杂性使得入门比较困难。然而,一旦掌握了它的语法,就能感到它是在事件驱动和多线程应用中调用回叫函数必不可少的工具。
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