C++ 传递、储存函数Part 1：Function Pointer

本文主要讲解C++可以用来储存、传递一个函数（function）的一些方法；当然，主要就是function pointer 和function object 了～为什么要做这件事呢？其实如果妥善利用的，这类的功能是相当实用，不但可以减少不少程序码的量的，同时更可以减少程序码维护所需要的时间。
而首先，这一篇就先来大概介绍一下C 的funciton pointer（函式指针、pointer to function）了～

Function Pointer 基本范例
顾名思义，他就是指到function 的指针。下面是一个简单的范例：

int power2( int v )  
{  
  return v * v;  
}  
   
void custom_for_each( int *pArray, unsigned  int size, int (*op)( int ) )  
{  
  for ( unsigned  int i = 0; i < size; ++ i )  
    pArray[i] = (*op)( pArray[i] ) ;  
}  
   
int main( int argc, char * argv[] )  
{  
  int size = 10;  
   int * pArray = new  int [ size ];  
   for ( unsigned  int i = 0; i < size; ++ i )  
    pArray[i] = i;  
   
  custom_for_each( pArray, size, &power2 );  
   
  for ( unsigned  int i = 0; i < size; ++ i )  
    printf( "%d, " , pArray[i] );  
   
  delete [] pArray;  
   return 0;  
}  

在这个例子里，除了main()以外，还有定义了两个function：power2()和custom_for_each()。
其中，power2()相当简单，就是传入一个整数，然后计算他的平方后传回来。
custom_for_each()这个函式则就是这边的重点，它的用途是传入一个整数的数组pArray和他的大小size，以及一个function pointer op；而这边这个function pointer的写法，就是「int (* op)( int )」，它代表了一个名为op的pointer，指到一个「接受一个整数当作参数、并回传一个整数的function」。
在custom_for_each()的内容部分，则就是一个循环，把pArray里的每一项，都经过op做计算，并写回pArray里；而传递op的方法，基本上就是「(*op)( pArray [i] )」，也就是像一般的指针一样，在前面加上「*」了～
而实际上要怎么使用这两个函式呢？只要在传递custom_for_each()的时候，把power2()的位址当作第三个参数传进去就可以了！完整写出来，就是「custom_for_each( pArray, size, &power2 );」了。而实际上，只要是「接受一个整数当作参数、并回传一个整数的function」，都是可以以这样的形式当作参数传进custom_for_each()使用的～
这样写的好处，在于可以把function拆开成更小的元件，让他们可以更方便地组合、使用，有效地增加程序码的可重复使用性。现在范例里只有power2()一个函式或许感觉不太出来，但是如果我们又去额外写了其他他的函式的话，就比较看的出来了～比如说，假设我们现在有下面这六个function ：
 

int plus_one( int v );   
int power2( int v );   
int power3( int v );   
int power4( int v );  
 
void custom_for_each( int *pArray, unsigned  int size, int (*op)( int ) );   
void custom_for_each_2D( int **pArray, int sizeX, int sizeY, int (*op)( int ) );  
 

应该就比较感觉得出来这样写的好处了！因为前面四个计算用的function可以任意传给custom_for_each()或来当作custom_for_each_2D()参数，在这个状况下，就是有4 * 2、共有八种组合了～而如果函式的内容复杂、数量在更多的话，这样不但可以减少许多本来需要重复撰写的程序码，也可以有效降低程序码维护的时间。
 
使用typedef 加强可读性
虽然这样就可以使用function pointer了，但是说实话看起来实在很丑、很难阅读；「int (*op)(int)」这样的写法，真的很难一眼就看出来哪个才是变量。
所以，如果要经常性地使用某种形式的function pointer的时候，其实可以考虑透过「typedef」的方式，帮 ??这种比较复杂的function pointer型别，定义出一个比较简单、一般的型别名称来用。例如以上面的例子来说，就可以改写成：

typedef  int (* CustomOperator )( int );  
    
//void custom_for_each( int *pArray, unsigned int size, int (*op)( int ) )   
  void custom_for_each( int *pArray, unsigned  int size, CustomOperator op ) 

也就是可以先透过第一行的「typedef  int (*CustomOperator)( int );」，让CustomOperator 变成是一个function pointer的型别，而之后就可以把它当作一般的型别来使用了～像custom_for_each()的声明，就可以直接用「CustomOperator op」来代替本来的「int (*op)( int )」！这样看起来，就简单易懂多了～
 
Function Pointer 的数组
而在某些情况下，我们或许会需要使用到function pointer 的数组，这时候该怎么写呢？基本的写法，是如同下面这样的形式：

int (*op[10])( int );  
for ( int i = 0; i < 10; ++ i )  
  op[i] = &power2;  

在这里，「int (*op[10])( int );」就是会声明出一个大小是10的function pointer数组。在指定它里面每一项的值的时候，都和本来的function pointer写法一样；不过在使用的时候，只要写「op[1]( 10 )」这样就可了，不用再加上星号（其实就和一般的数组意义一样）。
当然，这样看起来还是很难阅读，所以我们还是可以用typedef 的方法，来加强程序的可读性～也就是可以将上面的程序码修改为：

typedef  int (* CustomOperator )( int );  
 
CustomOperator op[10];   
for ( int i = 0; i < 10; ++ i )  
  op[i] = &power2;  
 

这样看起来，function pointer 就更像一般的变量、更容易阅读、使用了！