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一旦你理解了一般原則，C++ 類成員函數(shù)指針不再那么令人生畏。

如果你正在尋找性能、復(fù)雜性或許多可能的解決方法來解決問題，那么在涉及到極端的情況下，C++ 總是一個(gè)很好的選擇。當(dāng)然，功能通常伴隨著復(fù)雜性，但是一些 C++ 的特性幾乎難以分辨。根據(jù)我的觀點(diǎn)，C++ 的 類成員函數(shù)指針 也許是我接觸過的最復(fù)雜的表達(dá)式，但是我會(huì)先從一些較簡(jiǎn)單的開始。

文章中的例子可以在我的 Github 倉(cāng)庫(kù) 里找到。

C 語(yǔ)言：函數(shù)指針

讓我們先從一些基礎(chǔ)開始：假設(shè)你有一個(gè)函數(shù)接收兩個(gè)整數(shù)作為參數(shù)返回一個(gè)整數(shù)：

int sum(int a, int b) {
    return a+b;
}

在純 C 語(yǔ)言中，你可以創(chuàng)建一個(gè)指向這個(gè)函數(shù)的指針，將其分配給你的 sum(...) 函數(shù)，通過解引用來調(diào)用它。函數(shù)的簽名（參數(shù)、返回類型）必須符合指針的簽名。除此之外，一個(gè)函數(shù)指針表現(xiàn)和普通的指針相同：

int (*funcPtrOne)(int, int);
 
funcPtrOne = ∑
 
int resultOne = funcPtrOne(2, 5);

如果你使用指針作為參數(shù)并返回一個(gè)指針，這會(huì)顯得很丑陋：

int *next(int *arrayOfInt){
    return ++arrayOfInt;
}
 
int *(*funcPtrTwo)(int *intPtr);
 
funcPtrTwo = &next;
 
int resultTwo = *funcPtrTwo(&array[0]);

C 語(yǔ)言中的函數(shù)指針存儲(chǔ)著子程序的地址。

指向類成員函數(shù)的指針

讓我們來進(jìn)入 C++：好消息是你也許不需要使用類成員函數(shù)指針，除非在一個(gè)特別罕見的情況下，比如說接下來的例子。首先，你已經(jīng)知道定義一個(gè)類和其中一個(gè)成員函數(shù)：

class MyClass
{
public:
 
    int sum(int a, int b) {
        return a+b;
    }
 
};

1、定義一個(gè)指針指向某一個(gè)類中一個(gè)成員函數(shù)

聲明一個(gè)指針指向 MyClass 類成員函數(shù)。在此時(shí)，你并不知道想調(diào)用的具體函數(shù)。你僅僅聲明了一個(gè)指向 MyClass 類中任意成員函數(shù)的指針。當(dāng)然，簽名（參數(shù)、返回值類型）需要匹配你接下想要調(diào)用的 sum(...) 函數(shù)：

int (MyClass::*methodPtrOne)(int, int);

2、賦值給一個(gè)具體的函數(shù)

為了和 C 語(yǔ)言（或者 靜態(tài)成員函數(shù)）對(duì)比，類成員函數(shù)指針不需要指向絕對(duì)地址。在 C++ 中，每一個(gè)類中都有一個(gè)虛擬函數(shù)表（vtable）用來儲(chǔ)存每個(gè)成員函數(shù)的地址偏移量。一個(gè)類成員函數(shù)指針指向 vtable 中的某個(gè)條目，因此它也只存儲(chǔ)偏移值。這樣的原則使得 多態(tài) 變得可行。

因?yàn)?nbsp;sum(...) 函數(shù)的簽名和你的指針聲明匹配，你可以賦值簽名給它：

methodPtrOne = &MyClass::sum;

3、調(diào)用成員函數(shù)

如果你想使用指針調(diào)用一個(gè)類成員函，你必須提供一個(gè)類的實(shí)例：

MyClass clsInstance;
int result = (clsInstance.*methodPtrOne)(2,3);

你可以使用 . 操作符來訪問，使用 * 對(duì)指針解引用，通過提供兩個(gè)整數(shù)作為調(diào)用函數(shù)時(shí)的參數(shù)。這是丑陋的，對(duì)吧？但是你可以進(jìn)一步應(yīng)用。

在類內(nèi)使用類成員函數(shù)指針

假設(shè)你正在創(chuàng)建一個(gè)帶有后端和前端的 客戶端/服務(wù)器 原理架構(gòu)的應(yīng)用程序。你現(xiàn)在并不需要關(guān)心后端，相反的，你將基于 C++ 類的前端。前端依賴于后端提供的數(shù)據(jù)完成初始化，所以你需要一個(gè)額外的初始化機(jī)制。同時(shí)，你希望通用地實(shí)現(xiàn)此機(jī)制，以便將來可以使用其他初始化函數(shù)（可能是動(dòng)態(tài)的）來拓展你的前端。

首先定義一個(gè)數(shù)據(jù)類型用來存儲(chǔ)初始化函數(shù)（init）的指針，同時(shí)描述何時(shí)應(yīng)調(diào)用此函數(shù)的信息（ticks）：

template<typename T>
struct DynamicInitCommand {
    void (T::*init)();     // 指向額外的初始化函數(shù)
    unsigned int ticks;    // 在 init() 調(diào)用后 ticks 的數(shù)量
};

下面一個(gè) Frontend 類示例代碼：

class  Frontend
{
public:
 
    Frontend(){
        DynamicInitCommand<Frontend> init1, init2, init3;
 
        init1 = { &Frontend::dynamicInit1, 5};
        init2 = { &Frontend::dynamicInit2, 10};
        init3 = { &Frontend::dynamicInit3, 15};
 
        m_dynamicInit.push_back(init1);
        m_dynamicInit.push_back(init2);
        m_dynamicInit.push_back(init3);
    }
   
    void  tick(){
        std::cout << "tick: " << ++m_ticks << std::endl;
       
        /* 檢查延遲初始化 */
        std::vector<DynamicInitCommand<Frontend>>::iterator  it = m_dynamicInit.begin();
 
        while (it != m_dynamicInit.end()){
            if (it->ticks < m_ticks){
                 
                if(it->init)
                    ((*this).*(it->init))(); // 這里是具體調(diào)用
 
                it = m_dynamicInit.erase(it);
 
            } else {
                it++;
            }
        }
    }
   
    unsigned  int  m_ticks{0};
   
private:
 
    void  dynamicInit1(){
        std::cout << "dynamicInit1 called" << std::endl;
    };
 
    void  dynamicInit2(){
        std::cout << "dynamicInit2 called" << std::endl;
    }
 
    void  dynamicInit3(){
        std::cout << "dynamicInit3 called" << std::endl;
    }
 
    unsigned  int  m_initCnt{0};
    std::vector<DynamicInitCommand<Frontend> > m_dynamicInit;
};

在 Frontend 完成實(shí)例化后，tick() 函數(shù)會(huì)被后端以固定的時(shí)間時(shí)間調(diào)用。例如，你可以每 200 毫秒調(diào)用一次：

int  main(int  argc, char*  argv[]){
    Frontend frontendInstance;
 
    while(true){
        frontendInstance.tick(); // 僅用于模擬目的
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(200));
    }
}

Fronted 有三個(gè)額外的初始化函數(shù)，它們必須根據(jù) m_ticks 的值來選擇調(diào)用哪個(gè)。在 ticks 等于何值調(diào)用哪個(gè)初始化函數(shù)的信息存儲(chǔ)在數(shù)組 m_dynamicInit 中。在構(gòu)造函數(shù)（Frontend()）中，將此信息附加到數(shù)組中，以便在 5、10 和 15 個(gè) tick 后調(diào)用其他初始化函數(shù)。當(dāng)后端調(diào)用 tick() 函數(shù)時(shí)，m_ticks 值會(huì)遞增，同時(shí)遍歷數(shù)組 m_dynamicInit 以檢查是否必須調(diào)用初始化函數(shù)。

如果是這種情況，則必須通過引用 this 指針來取消引用成員函數(shù)指針：

((*this).*(it->init))()

總結(jié)

如果你并不熟悉類成員函數(shù)指針，它們可能會(huì)顯得有些復(fù)雜。我做了很多嘗試和經(jīng)歷了很多錯(cuò)誤，花了一些時(shí)間來找到正確的語(yǔ)法。然而，一旦你理解了一般原理后，方法指針就變得不那么可怕了。

這是迄今為止我在 C++ 中發(fā)現(xiàn)的最復(fù)雜的語(yǔ)法。