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笔者在开发某软件过程中遇到这样一个问题,前级模块传给我二进制数据,输入参数为 char* buffer 和 int length,buffer是数据的首地址,length表示这批数据的长度。数据的特点是:长度不定,类型不定,由第一个字节(buffer[0])标识该数据的类型,共有256(2的8次方)种可能性。我的任务是必须对每一种可能出现的数据类型都要作处理,并且我的模块包含若干个函数,在每个函数里面都要作类似处理。若按通常做法,会写出如下代码:
1 void MyFunction(char* buffer, int length) 2{ 3 __int8 nStreamType = buffer[0] 4 switch(nStreamType) 5 { 6 case 0: 7 function1(); 8 break; 9 case 1: 10 ...... 11 case 255: 12 function255(); 13 break; 14 } 15}
如果按照这种方法写下去,那么在我的每一个函数里面,都必须作如此多的判断,写出的代码肯定很长,并且每一次处理,都要作许多次判断之后才能找到正确的处理函数,代码的执行效率也不高。针对上述问题,我想到了用函数指针数组方法解决这个问题。
函数指针的概念,在潭浩强先生的C语言程序设计这本经典的教程中提及过,在大多数情况下我们使用不到,也忽略了它的存在,函数名实际上也是一种指针,指向函数的入口地址,但它以不同于普通的如int*、double*指针,看下面的例子来理解函数指针的概念:
1 int funtion(int x, int y) 2 void main(void) 3 { 4 int(*fun)(int x, int y) 5 int a = 10, b = 20; 6 function( a, b) 7 fun = function; 8 (*fun)(a, b); 9 ....... 10 }
语句1 定义了一个函数function,其输入为两个整数,返回也为一个整形数(输入参数和返回值可为其它任意数据类型);
语句3 定义了一个函数指针,与int* 或double* 定义指针不同的是,函数指针的定义必须同时指出输入参数,表明这是一个函数指针,并且*fun也必须用一对括号起来;
语句6 将函数指针赋值为function,前提条件是*fun和function的输入参数和返回值必须保持一到。
语句5 直接调用函数functio()。
语句7 是调用函数指针,二者等效。
当然从上述例子看不出函数指针的优点,目的主要是想引出函数指针数组的概念。我们从上面例子可以得知,既然函数名可以通过函数指针加以保存,那么也一定能定义一个数组保存若干个函数名,这就是函数指针数组。正确使用函数指针数组的前提条件是,这若干个这样,我工作中所面临的问题可以解决如下:
首先定义256个处理函数(及其实现)。
void function0(void);
......
void funtion255(void);
其次定义函数指针数组,并给数组赋值。
void(*fun[256])(void);
fun[0] = function0;
.....
fun[255] = function();
最后MyFunction()函数可以修改如下:
1 void MyFunction(char* buffer, int length) 2 { 3 __int8 nSteamType = buffer[0]; 4 (*fun[nStreamType])(); 5 }
只要2行代码,就完成了256条语句要做的事,减少了编写代码时工作量,将nStreamType作为数组下标,从代码执行效率上来说,也比case语句高。假如多个函数中均要作如此处理,函数指针数组更能体现出它的优势。
函数指针与typedef
关于C++中函数指针的使用(包含对typedef用法的讨论)
(一)简单的函数指针的应用。
1 //形式1:返回类型 (*函数名)(参数表) 2 char (*pFun)(int); 3 char glFun(int a){ return; } 4 void main() 5 { 6 pFun = glFun; 7 (*pFun)(2); 8 }
第一行定义了一个指针变量pFun。首先我们根据前面提到的;“形式1”认识到它是一个指向某种函数的指针,这种函数参数是一个int型,返回值是char类型。只有一句我们还无法使用这个指针,因为我们还未对它进行赋值。
第二行定义了一个函数glFun()。该函数正好是一个以int为参数返回char的函数。我们要从指针的层次上理解函数--函数的函数名实际上就是一个指针,函数名指向该函数的代码在内存中的首地址。
然后就是可爱的main()函数了,它的第一名您应该看得懂了--它将函数glfun的地址赋值给变量pFun。main()函数的第二句中“*pFun”显然是取pFun所指向的地址的内容,当然也就是取出了函数glFun()的内容,然后给定参数为2。
(二)使用typedef更直观更方便
1 //形式2:typedef 返回类型(*新类型)(参数) 2 typedef char(*PTRFUN)(int); 3 PTRFUN pFun; 4 char glFun(int a){ return;} 5 void main() 6 { 7 pFun = glFun; 8 (*pFun)(2); 9 }
typedef的功能是定义新的类型。
第一行就是定义了一种PTRFUN的类型,并定义这种类型为指向某种函数的指针,这种函数以以一个int为参数并返回char类型。后面就可以像使用int,char一样使用PTRFUN了。
第二行的代码使使用这个新类型定义了变量pFun,此时就可以像使用形式1一样使用这个变量了。
(三)在C++类中使用函数指针:
1 //形式3:typedef 返回类型(类名::*新类型)(参数表) 2 class CA 3 { 4 public: 5 char lcFun(int a){ return; } 6 }; 7 CA ca; 8 typedef char(CA::*PTRFUN)(int); 9 PTRFUN pFun; 10 void main() 11 { 11 pFun = CA::lcFun; 13 ca.(*pFun)(2); 14 }
在这里,指针的定义与使用都加上了“类限制”或“对象”,用来指明指针指向的函数是哪个类的,这里的类对象也可以是使用new得到。比如:
1 CA* pca = new CA; 2 pca->(*pFun)(2); 3 delete pca;
而且这个类对象指针可以是类内部成员变量,你甚至可以使用this指针。比如:
1 void CA::lcFun2() 2 { 3 (this->*m_pFun)(2); 4 }
一句话,使用类成员函数指针必须有“->*”或“.*”的调用。