C++ 函数指针（Function Pointer）详解
函数指针是指向函数的指针，它可以存储函数地址，并通过该指针调用函数。函数指针在回调函数、策略模式、动态函数调用等场景中非常有用。
1. 什么是函数指针？
函数指针是一个指向函数的指针，它存储的是函数的地址，并允许通过指针调用该函数。
📌 语法
返回类型 (*函数指针名)(参数列表);
2. 基本示例
（1）定义和使用函数指针
#include <iostream>// 普通函数
void hello() {std::cout << "Hello, Function Pointer!" << std::endl;
}int main() {void (*funcPtr)(); // ✅ 定义函数指针funcPtr = hello; // ✅ 让指针指向 `hello` 函数funcPtr(); // ✅ 通过指针调用函数return 0;
}
📌 输出
Hello, Function Pointer!
✅ funcPtr 存储 hello 函数地址，并通过 funcPtr() 调用它。
3. 带参数和返回值的函数指针
#include <iostream>// 带参数和返回值的函数
int add(int a, int b) {return a + b;
}int main() {int (*funcPtr)(int, int); // ✅ 定义函数指针funcPtr = add; // ✅ 让指针指向 `add`std::cout << funcPtr(3, 5) << std::endl; // ✅ 通过指针调用 `add(3, 5)`return 0;
}
📌 输出
8
✅ funcPtr 存储 add() 地址，调用 funcPtr(3, 5) 计算 3 + 5。
4. 函数指针作为函数参数
函数指针可以作为回调函数，在函数内部调用：
#include <iostream>// 定义回调函数类型
void process(int a, int b, int (*op)(int, int)) {std::cout << "Result: " << op(a, b) << std::endl;
}// 具体实现
int add(int x, int y) { return x + y; }
int multiply(int x, int y) { return x * y; }int main() {process(3, 5, add); // ✅ 传递 `add` 函数process(3, 5, multiply); // ✅ 传递 `multiply` 函数return 0;
}
📌 输出
Result: 8
Result: 15
✅ process(3, 5, add) 让 op 绑定到 add()，支持动态调用！
5. 使用 typedef 或 using 简化函数指针
函数指针的语法比较复杂，可以使用 typedef 或 using 来简化。
（1）使用 typedef
typedef int (*FuncPtr)(int, int); // ✅ 定义函数指针类型int subtract(int a, int b) { return a - b; }int main() {FuncPtr ptr = subtract; // ✅ 使用 `FuncPtr`std::cout << ptr(10, 3) << std::endl;
}
（2）使用 using（C++11）
using FuncPtr = int (*)(int, int); // ✅ 定义函数指针类型（C++11）int subtract(int a, int b) { return a - b; }int main() {FuncPtr ptr = subtract; // ✅ 使用 `FuncPtr`std::cout << ptr(10, 3) << std::endl;
}
✅ typedef 和 using 让代码更简洁！
6. 函数指针数组
函数指针可以组成数组，实现动态选择函数：
#include <iostream>int add(int a, int b) { return a + b; }
int subtract(int a, int b) { return a - b; }
int multiply(int a, int b) { return a * b; }int main() {int (*operations[3])(int, int) = { add, subtract, multiply }; // ✅ 函数指针数组std::cout << operations[0](3, 4) << std::endl; // 3 + 4 = 7std::cout << operations[1](7, 2) << std::endl; // 7 - 2 = 5std::cout << operations[2](3, 3) << std::endl; // 3 * 3 = 9
}
📌 输出
7
5
9
✅ 使用索引动态调用不同函数，提高灵活性！
7. C++11 std::function（更现代的方式）
C++11 提供了 std::function 作为函数指针的现代替代，它支持Lambda 表达式、成员函数、绑定参数等：
#include <iostream>
#include <functional> // ✅ 引入 `std::function`int add(int a, int b) { return a + b; }int main() {std::function<int(int, int)> func = add; // ✅ 绑定普通函数std::cout << func(3, 5) << std::endl; // ✅ 运行
}
✅ std::function 允许存储更复杂的调用目标，如 Lambda 和成员函数！
8. 结论
| 功能 | 函数指针 | **std::function（C++11+） |
|---|---|---|
| 存储普通函数 | ✅ 支持 | ✅ 支持 |
| 存储 Lambda | ❌ 不支持 | ✅ 支持 |
| 存储成员函数 | ❌ 复杂 | ✅ 方便 |
| 类型安全 | ❌ 可能出错 | ✅ 更安全 |
| 适用场景 | 轻量级回调 | 泛型函数封装 |
🚀 推荐：C++11 及以上，使用 std::function 代替传统函数指针！ 🚀
是的，typedef 在 C++ 中的作用是 给已有类型取别名，但在函数指针的场景中，它可以让复杂的函数指针声明变得更易读和使用。
1. 为什么 typedef 可以用于函数指针？
函数指针的标准声明可能会很复杂，例如：
int (*funcPtr)(int, int);
这意味着 funcPtr 是一个指针，指向一个接受两个 int 参数并返回 int 的函数。
如果我们要在多个地方使用这个函数指针类型，每次都要写 int (*)(int, int)，这既冗长又容易出错。使用 typedef 让它更清晰：
typedef int (*FuncPtr)(int, int);
这表示：
FuncPtr是一个新的类型别名，它等价于int (*)(int, int)。- 现在，我们可以直接使用
FuncPtr来定义函数指针：FuncPtr ptr; // 等价于 int (*ptr)(int, int);
2. typedef 在函数指针中的使用
✅ 使用 typedef 简化函数指针
#include <iostream>typedef int (*FuncPtr)(int, int); // ✅ 定义函数指针类型别名int add(int a, int b) { return a + b; }int main() {FuncPtr ptr = add; // ✅ `ptr` 现在是一个函数指针std::cout << ptr(3, 5) << std::endl; // ✅ 调用 `add(3, 5)`
}
📌 输出
8
✅ FuncPtr 让 ptr 变得易读，等价于 int (*ptr)(int, int);。
3. typedef 用于函数指针数组
函数指针数组允许存储多个函数，并动态选择不同的函数执行：
typedef int (*FuncPtr)(int, int); // ✅ 定义函数指针别名int add(int a, int b) { return a + b; }
int subtract(int a, int b) { return a - b; }int main() {FuncPtr operations[] = { add, subtract }; // ✅ 函数指针数组std::cout << operations[0](5, 3) << std::endl; // ✅ add(5, 3)std::cout << operations[1](5, 3) << std::endl; // ✅ subtract(5, 3)
}
📌 输出
8
2
✅ operations[0] 选择 add()，operations[1] 选择 subtract()。
4. C++11 using 替代 typedef
C++11 提供了 using 作为 typedef 的更现代的替代：
using FuncPtr = int (*)(int, int); // ✅ C++11 写法
与 typedef 等价，但语法更直观：
FuncPtr ptr = add;
🚀 推荐使用 using，可读性更强！
5. 结论
| 功能 | typedef 方式 | using 方式（C++11） |
|---|---|---|
| 定义函数指针别名 | typedef int (*FuncPtr)(int, int); | using FuncPtr = int (*)(int, int); |
| 定义函数指针数组 | FuncPtr arr[2]; | FuncPtr arr[2]; |
| 可读性 | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐（更直观） |
| 推荐度 | ✅ 传统 C++ 适用 | ✅ 现代 C++ 推荐 |
✅ typedef 可以给复杂类型（如函数指针）取别名，提升可读性，但在 C++11 及以上，推荐使用 using 替代 typedef！ 🚀
