関数ポインタは、関数のアドレスを含む変数です。これはポインター変数ですが、いくつかの制限されたプロパティがあるため、データ構造内の他のポインター変数とほぼ同じように使用できます。
私が考えることができる唯一の例外は、関数ポインターを単一の値以外のものを指すものとして扱うことです。関数ポインタは1つのもの、つまり関数のエントリポイントを指すだけなので、関数ポインタをインクリメントまたはデクリメントしたり、オフセットを関数ポインタに加算/減算したりしてポインタ演算を行うことは、実際には役に立ちません。
関数ポインタ変数のサイズ、変数が占めるバイト数は、x32やx64など、基盤となるアーキテクチャによって異なります。
Cコンパイラが通常行うチェックの種類を実行するには、関数ポインタ変数の宣言で関数宣言と同じ種類の情報を指定する必要があります。関数ポインターの宣言/定義でパラメーターリストを指定しない場合、Cコンパイラーはパラメーターの使用をチェックできません。このチェックの欠如が役立つ場合がありますが、セーフティネットが削除されていることを覚えておいてください。
いくつかの例：
int func (int a, char *pStr); // declares a function
int (*pFunc)(int a, char *pStr); // declares or defines a function pointer
int (*pFunc2) (); // declares or defines a function pointer, no parameter list specified.
int (*pFunc3) (void); // declares or defines a function pointer, no arguments.
最初の2つの宣言は、次の点で多少似ています。
funcとる関数であるintとchar *し、ANを返すには、intpFuncintとa char *を受け取って返す関数のアドレスが割り当てられている関数ポインタですint
だから、上から、私たちは関数のアドレスがするソース行持つことができるfunc()関数ポインタ変数に割り当てられているpFuncのようにpFunc = func;。
関数ポインターの宣言/定義で使用される構文に注意してください。括弧は、自然な演算子の優先順位の規則を克服するために使用されています。
int *pfunc(int a, char *pStr); // declares a function that returns int pointer
int (*pFunc)(int a, char *pStr); // declares a function pointer that returns an int
いくつかの異なる使用例
関数ポインターの使用例：
int (*pFunc) (int a, char *pStr); // declare a simple function pointer variable
int (*pFunc[55])(int a, char *pStr); // declare an array of 55 function pointers
int (**pFunc)(int a, char *pStr); // declare a pointer to a function pointer variable
struct { // declare a struct that contains a function pointer
int x22;
int (*pFunc)(int a, char *pStr);
} thing = {0, func}; // assign values to the struct variable
char * xF (int x, int (*p)(int a, char *pStr)); // declare a function that has a function pointer as an argument
char * (*pxF) (int x, int (*p)(int a, char *pStr)); // declare a function pointer that points to a function that has a function pointer as an argument
関数ポインターの定義では、可変長パラメーターリストを使用できます。
int sum (int a, int b, ...);
int (*psum)(int a, int b, ...);
または、パラメータリストをまったく指定できません。これは便利ですが、Cコンパイラが提供された引数リストをチェックする機会がなくなります。
int sum (); // nothing specified in the argument list so could be anything or nothing
int (*psum)();
int sum2(void); // void specified in the argument list so no parameters when calling this function
int (*psum2)(void);
Cスタイルのキャスト
関数ポインタでCスタイルのキャストを使用できます。ただし、Cコンパイラーはチェックについてゆるい場合や、エラーではなく警告を表示する場合があることに注意してください。
int sum (int a, char *b);
int (*psplsum) (int a, int b);
psplsum = sum; // generates a compiler warning
psplsum = (int (*)(int a, int b)) sum; // no compiler warning, cast to function pointer
psplsum = (int *(int a, int b)) sum; // compiler error of bad cast generated, parenthesis are required.
関数ポインタと等価性の比較
関数ポインタが特定の関数アドレスと等しいことをifステートメントを使用して確認できますが、それがどれほど役立つかはわかりません。他の比較演算子の有用性はさらに低いようです。
static int func1(int a, int b) {
return a + b;
}
static int func2(int a, int b, char *c) {
return c[0] + a + b;
}
static int func3(int a, int b, char *x) {
return a + b;
}
static char *func4(int a, int b, char *c, int (*p)())
{
if (p == func1) {
p(a, b);
}
else if (p == func2) {
p(a, b, c); // warning C4047: '==': 'int (__cdecl *)()' differs in levels of indirection from 'char *(__cdecl *)(int,int,char *)'
} else if (p == func3) {
p(a, b, c);
}
return c;
}
関数ポインタの配列
そして、引数リストに違いがある各要素の関数ポインタの配列が必要な場合は、引数リストを指定せずvoidに（つまり、引数がないことを意味するだけでなく）関数ポインタを次のように定義できます。 Cコンパイラからの警告が表示される場合があります。これは、関数への関数ポインターパラメーターでも機能します。
int(*p[])() = { // an array of function pointers
func1, func2, func3
};
int(**pp)(); // a pointer to a function pointer
p[0](a, b);
p[1](a, b, 0);
p[2](a, b); // oops, left off the last argument but it compiles anyway.
func4(a, b, 0, func1);
func4(a, b, 0, func2); // warning C4047: 'function': 'int (__cdecl *)()' differs in levels of indirection from 'char *(__cdecl *)(int,int,char *)'
func4(a, b, 0, func3);
// iterate over the array elements using an array index
for (i = 0; i < sizeof(p) / sizeof(p[0]); i++) {
func4(a, b, 0, p[i]);
}
// iterate over the array elements using a pointer
for (pp = p; pp < p + sizeof(p)/sizeof(p[0]); pp++) {
(*pp)(a, b, 0); // pointer to a function pointer so must dereference it.
func4(a, b, 0, *pp); // pointer to a function pointer so must dereference it.
}
関数ポインターでnamespaceグローバルstructを使用するCスタイル
staticキーワードを使用して名前がファイルスコープである関数を指定し、namespaceC ++の機能に似たものを提供する方法としてこれをグローバル変数に割り当てることができます。
ヘッダーファイルで、名前空間になる構造体と、それを使用するグローバル変数を定義します。
typedef struct {
int (*func1) (int a, int b); // pointer to function that returns an int
char *(*func2) (int a, int b, char *c); // pointer to function that returns a pointer
} FuncThings;
extern const FuncThings FuncThingsGlobal;
次に、Cソースファイルで：
#include "header.h"
// the function names used with these static functions do not need to be the
// same as the struct member names. It's just helpful if they are when trying
// to search for them.
// the static keyword ensures these names are file scope only and not visible
// outside of the file.
static int func1 (int a, int b)
{
return a + b;
}
static char *func2 (int a, int b, char *c)
{
c[0] = a % 100; c[1] = b % 50;
return c;
}
const FuncThings FuncThingsGlobal = {func1, func2};
これは、グローバル構造体変数の完全な名前とメンバー名を指定して、関数にアクセスするために使用されます。const修飾子は、それが事故によって変更することができないというグローバルなように使用されています。
int abcd = FuncThingsGlobal.func1 (a, b);
関数ポインタの応用分野
DLLライブラリコンポーネントはnamespace、特定のライブラリインターフェイスが、struct含まれている関数ポインターの作成をサポートするライブラリインターフェイスのファクトリメソッドから要求されるCスタイルのアプローチに似た何かを実行できます。このライブラリインターフェイスは、要求されたDLLバージョンをロードし、作成します。必要な関数ポインタを含む構造体。次に、その構造体を要求元の呼び出し元に返して使用します。
typedef struct {
HMODULE hModule;
int (*Func1)();
int (*Func2)();
int(*Func3)(int a, int b);
} LibraryFuncStruct;
int LoadLibraryFunc LPCTSTR dllFileName, LibraryFuncStruct *pStruct)
{
int retStatus = 0; // default is an error detected
pStruct->hModule = LoadLibrary (dllFileName);
if (pStruct->hModule) {
pStruct->Func1 = (int (*)()) GetProcAddress (pStruct->hModule, "Func1");
pStruct->Func2 = (int (*)()) GetProcAddress (pStruct->hModule, "Func2");
pStruct->Func3 = (int (*)(int a, int b)) GetProcAddress(pStruct->hModule, "Func3");
retStatus = 1;
}
return retStatus;
}
void FreeLibraryFunc (LibraryFuncStruct *pStruct)
{
if (pStruct->hModule) FreeLibrary (pStruct->hModule);
pStruct->hModule = 0;
}
これは次のように使用できます：
LibraryFuncStruct myLib = {0};
LoadLibraryFunc (L"library.dll", &myLib);
// ....
myLib.Func1();
// ....
FreeLibraryFunc (&myLib);
同じアプローチを使用して、基盤となるハードウェアの特定のモデルを使用するコードの抽象的なハードウェアレイヤーを定義できます。関数ポインタは、ハードウェア固有の関数でファクトリによって埋められ、抽象的なハードウェアモデルで指定された関数を実装するハードウェア固有の機能を提供します。これを使用して、特定のハードウェア関数インターフェイスを取得するためにファクトリ関数を呼び出すソフトウェアが使用する抽象的なハードウェアレイヤーを提供し、特定のターゲットに関する実装の詳細を知る必要なく、提供された関数ポインターを使用して、基盤となるハードウェアのアクションを実行できます。 。
デリゲート、ハンドラー、およびコールバックを作成する関数ポインター
一部のタスクまたは機能を委任する方法として、関数ポインターを使用できます。Cにおける古典的な例は、標準のCライブラリ関数で使用される比較デリゲート関数ポインタであるqsort()とbsearch()アイテムのリストをソートするか、アイテムのソートされたリスト上にバイナリサーチを行うための照合順序を提供します。比較関数デリゲートは、ソートまたはバイナリ検索で使用される照合アルゴリズムを指定します。
別の使用法は、C ++標準テンプレートライブラリコンテナーにアルゴリズムを適用することと似ています。
void * ApplyAlgorithm (void *pArray, size_t sizeItem, size_t nItems, int (*p)(void *)) {
unsigned char *pList = pArray;
unsigned char *pListEnd = pList + nItems * sizeItem;
for ( ; pList < pListEnd; pList += sizeItem) {
p (pList);
}
return pArray;
}
int pIncrement(int *pI) {
(*pI)++;
return 1;
}
void * ApplyFold(void *pArray, size_t sizeItem, size_t nItems, void * pResult, int(*p)(void *, void *)) {
unsigned char *pList = pArray;
unsigned char *pListEnd = pList + nItems * sizeItem;
for (; pList < pListEnd; pList += sizeItem) {
p(pList, pResult);
}
return pArray;
}
int pSummation(int *pI, int *pSum) {
(*pSum) += *pI;
return 1;
}
// source code and then lets use our function.
int intList[30] = { 0 }, iSum = 0;
ApplyAlgorithm(intList, sizeof(int), sizeof(intList) / sizeof(intList[0]), pIncrement);
ApplyFold(intList, sizeof(int), sizeof(intList) / sizeof(intList[0]), &iSum, pSummation);
別の例としては、GUIソースコードがあり、イベントが発生したときに実際に呼び出される関数ポインターを提供することにより、特定のイベントのハンドラーが登録されます。メッセージマップを備えたMicrosoft MFCフレームワークは、ウィンドウまたはスレッドに配信されるWindowsメッセージを処理するのと同様のものを使用します。
コールバックを必要とする非同期関数は、イベントハンドラーに似ています。非同期関数のユーザーは、非同期関数を呼び出してアクションを開始し、アクションが完了すると非同期関数が呼び出す関数ポインターを提供します。この場合のイベントは、タスクを完了する非同期関数です。
その後、32ビットアーキテクチャで上記のプログラムの機械語命令を機械が理解する方法を機械が理解する方法を見てみましょう。