C++ 返回函数指针的函数
0 前言
就像C++其他类型一样,函数也拥有指针,不过不得不说C++和C的函数指针非常抽象,语法空前绝后。加之C++有C的一面,有面向对象的一面,还有面向模板的一面,在《Effective C++》里,作者第一条就点明题意,不能把C++当成1种语言来看,而是4种,每种语言都有独特的风情,而混合起来,你甚至得学习一点密码学...
接下来这段代码(来自小彭老师),核心功能是注册GLFW的回调函数,即接受用户的键盘输入,变换相机位姿进行模型显示。
但看起来却让人望而却步。下面将对此代码进行解读。
template <class, class ...Ts>
static void (*_impl_glfw_input_callback(void (InputCtl::*pFn)(Ts...)))(GLFWwindow *, Ts...) {
static void (InputCtl::*gpFn)(Ts...);
gpFn = pFn;
return [] (GLFWwindow *window, Ts ...args) -> void {
auto game = (Game *)glfwGetWindowUserPointer(window);
if (game) [[likely]] {
(game->m_inputCtl.*gpFn)(args...);
}
};
}
template <class FpFn>
static auto glfw_input_callback(FpFn fpFn) {
return _impl_glfw_input_callback<FpFn>(fpFn());
}
// usage
glfwSetCursorPosCallback(window, glfw_input_callback([] { return &InputCtl::cursor_pos_callback; }));
1 Function Pointer in C/C++ type
1.1 ordinary function Pointer
以下这段代码来自 Author Vysandeep3
// C++ program for the above approach
#include <iostream>
using namespace std;
void demo(int& a)
{
a += 10;
}
// Driver Code
int main()
{
int num = 20;
// Now ptr contains address of demo
// function or void
void (*ptr)(int*) = &demo;
// or (*ptr)(num);
ptr(num);
cout << num << endl;
return 0;
}
returnType (*function_pointer_name)(Type a, Type b, Type ... n)
其中 function_pointer_name
定义了一个变量,他可以存储类似 returnType XXXX(Type a, Type b, Type ... n)
这种形式函数的指针。
但是有些时候我们有多个这种类型的函数,例如
int add(int a, int b);
int sub(int a, int b);
int mul(int a, int b);
int rat(int a, int b);
int (*ptr)(int, int) = NULL;
if(a == b) {
ptr = &add;
}else{
ptr = &mul;
}
我们需要在main()函数里决定什么时间什么条件一个这种类型的指针指向的函数,需要一段代码来完成这种操作。
问题是,我们可不可以写一个函数来完成这种操作呢?这也是一种重构的思想,当一段代码可能需要用到多次的时候,为什么不把他写成一个函数呢?
1.2 non-static member function of class
Its type is int (Fred::*)(char,float)
if a non-static member function of class Fred
Note: if it’s a static member function of class Fred, its type is the same as if it were an ordinary function: “int (*)(char,float)”.
https://isocpp.org/wiki/faq/pointers-to-members
float (SomeClass::*my_memfunc_ptr)(int, char *);
// For const member functions, it's declared like this:
float (SomeClass::*my_const_memfunc_ptr)(int, char *) const;
my_memfunc_ptr = &SomeClass::some_member_func;
// This is the syntax for operators:
my_memfunc_ptr = &SomeClass::operator !;
// There is no way to take the address of a constructor or destructor
给出一篇学习资料: Member Function Pointers and the Fastest Possible C++ Delegates by Don Clugston
1.3 Lambda To Function Pointer
#include <iostream>
using namespace std;
#define PI(x) x, #x, x##x
auto noCapture =
[](int res) -> float
{
std::cout << "No capture lambda called with " << res << "\n";
return 99.9f;
};
typedef float(*NormalFuncType)(int);
int main(){
NormalFuncType noCaptureLambdaPtr = noCapture; //----------- (1)
float res = noCaptureLambdaPtr(100); //----------- (2)
return 0;
}
// COUT
// No capture lambda called with 100
注意这东西的地址需要用 auto noCapture = [](int res) -> float{}
来接。除此之外,就当成一个普通的函数指针就行。
给出一篇学习资料: How To Bind Lambda To Function Pointer
1.4 总结什么是指针
int* pInt;
char* pChar;
一个指针,指向一块内存中的地址(存储地址)。但是同时他又有对应的类型,char*
意为从这个地址开始读取1个字节,int*
意为从这个地址开始读取4个字节。这就是指针的核心。指针类型决定了程序如何对待一个地址。
另外C语言可以通过2个指针实现面向对象编程。当然正常的面向对象编程也是需要2个指针(*this
, *underThis
)。想要深入了解的话,可以搜索 opaque-pointers 这方面的知识。
给出一篇学习资料: Practical Design Patterns: Opaque Pointers and Objects in C
2 Returning a function pointer from a function in C/C++
以下这段代码来自 Author Vysandeep3
#include <iostream>
using namespace std;
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
int subtract(int a, int b) {
return a - b;
}
int (*get_operation(char op))(int, int) {
if (op == '+') {
return &add;
} else if (op == '-') {
return &subtract;
} else {
return NULL;
}
}
int main() {
int (*op)(int, int) = get_operation('+');
int result = op(3, 4);
cout << "Result: " << result << endl;
return 0;
}
int (*get_operation(char op))(int, int)
:
- 其中 get_operation(char op) 是一个返回函数指针的函数
- int (*) (int, int) 是返回的函数指针所指向的函数类型
这东西看起来确实很怪..., 但是我们只能接受。
这里给出一种理解方式, 首先一个指针需要两个标识符 Type*
ptr_name
:
int* ptr; // ptr is a pointer to an integer
int(*)(int, int); // key idea: function pointer type
// ptr lost a pointerType like int*
int (*ptr)(int, int); // ptr is a pointer to a function that takes that takes two arguments and returns an integer
// int(*)(int, int) ptr;
//---------------------------------------------------------------------//
int ptr(char op); // ptr is a function that takes that takes one char type argument and returns an integer
// ptr() lost a returnType like int
int (*ptr(char op))(int, int){}; // ptr() is a function that takes one char argument returns a pointer to a function which two arguments and returns an integer.
// int(*)(int, int) ptr(char op) {};
https://www.learncpp.com/cpp-tutorial/introduction-to-pointers/
3. C - Variable Arguments (Variable length arguments)
printf("Some values: %d, %s, %c!", 4, "foo", 'z')
#include <stdarg.h>
void my_printf(char* format, ...)
{
va_list argp;
va_start(argp, format);
while (*format != '\0') {
if (*format == '%') {
format++;
if (*format == '%') {
putchar('%');
} else if (*format == 'c') {
char char_to_print = va_arg(argp, int);
putchar(char_to_print);
} else {
fputs("Not implemented", stdout);
}
} else {
putchar(*format);
}
format++;
}
va_end(argp);
}
The C library macro void va_start(va_list ap, last_arg)
initializes ap variable to be used with the va_arg and va_end macros. The last_arg is the last known fixed argument being passed to the function i.e. the argument before the ellipsis.
https://www.tutorialspoint.com/cprogramming/c_variable_arguments.htm
https://jameshfisher.com/2016/11/23/c-varargs/
https://www.tutorialspoint.com/c_standard_library/c_macro_va_start.htm
4. Variadic Template
C++ Primer P700.
这个东西说白了,就是类似C - Variable Arguments,可以接收任意长度的函数参数,不过与C - Variable Arguments这种需char* format
来自己告知函数对应参数的类型。Variadic Template 会自动生成相应的函数定义以及声明,这是模板编程的优势。详情看下面的实例代码。
// Args is a template parameter pack; rest is a function parameter pack
// Args represents zero or more template type parameters
// rest represents zero or more function parameters
template <typename T, typename... Args>
void foo(const T &t, const Args& ... rest);
int i = 0; double d = 3.14; string s = "how now brown cow";
foo(i, s, 42, d); // three parameters in the pack
foo(s, 42, "hi"); // two parameters in the pack
foo(d, s); // one parameter in the pack
foo("hi"); // empty pack
the compiler will instantiate four different instances of foo:
void foo(const int&, const string&, const int&, const double&);
void foo(const string&, const int&, const char(&)[3]);
void foo(const double&, const string&);
void foo(const char(&)[3]);
In each case, the type of T is deduced from the type of the first argument. The
remaining arguments (if any) provide the number of, and types for, the additional
arguments to the function.
#include<iostream>
using namespace std;
template<typename ... Args> void g(Args ... args) {
cout << sizeof...(Args) << endl; // number of type parameters
cout << sizeof...(args) << endl; // number of function parameters
}
int main(){
g(1,2,3,4);
return 0;
}
/*
* 4
* 4
*/
5 Variadic Template with member function pointer
当 Variadic Template 来接收 member function pointer时,不需要显式的声明成员函数的参数类型,编译器会自动推导。
#include <cstdio>
class A{
public:
void func(int xpos, int ypos);
};
void A::func(int xpos, int ypos){
printf("Hello World!");
}
template <class ...Ts>
void (* Test(void (A::*pFn)(Ts...)))(Ts ...){
return nullptr;
};
/* First instantiated from: insights.cpp:19 */
#ifdef INSIGHTS_USE_TEMPLATE
template<>
void (*Test<int, int>(void (A::*pFn)(int, int)))(int, int)
{
return nullptr;
}
#endif
;
int main()
{
A a;
Test(&A::func); // line == 19
return 0;
}
https://cppinsights.io/
https://adroit-things.com/programming/c-cpp/how-to-bind-lambda-to-function-pointer/
https://www.codeproject.com/Articles/7150/Member-Function-Pointers-and-the-Fastest-Possible
6 最终解析
template <class, class ...Ts>
static void (*_impl_glfw_input_callback(void (InputCtl::*pFn)(Ts...)))(GLFWwindow *, Ts...) {
static void (InputCtl::*gpFn)(Ts...);
gpFn = pFn;
return [] (GLFWwindow *window, Ts ...args) -> void {
auto game = (Game *)glfwGetWindowUserPointer(window);
if (game) [[likely]] {
(game->m_inputCtl.*gpFn)(args...);
}
};
}
template <class FpFn>
static auto glfw_input_callback(FpFn fpFn) {
return _impl_glfw_input_callback<FpFn>(fpFn());
}
// usage
glfwSetCursorPosCallback(window, glfw_input_callback([] { return &InputCtl::cursor_pos_callback; }));
glfw_input_callback([] { return &InputCtl::cursor_pos_callback; })
传入一个lambda
函数指针, 类型使用template <class FpFn>
的FpFn
自动定义,函数指针值使用fpFn
承接。_impl_glfw_input_callback<FpFn>(fpFn());
fpFn()
调用匿名函数,返回&InputCtl::cursor_pos_callback
成员函数指针。Variadic Template with member function pointer
template <class, class ...Ts>
static void (*_impl_glfw_input_callback(void (InputCtl::*pFn)(Ts...)))(GLFWwindow *, Ts...)
_impl_glfw_input_callback(void (InputCtl::*pFn)(Ts...))
使用模板自动承接相应的成员函数指针,不必明确指出函数的返回值,参数等信息。
- 函数调用
return [] (GLFWwindow *window, Ts ...args) -> void {
// Game class 的 *this 指针
auto game = (Game *)glfwGetWindowUserPointer(window);
if (game) [[likely]] {
// 成员函数调用
(game->m_inputCtl.*gpFn)(args...);
}
};
注册回调函数的核心无非就是执行回调函数中的代码。
X.Refference
- Author Vysandeep3
- https://isocpp.org/wiki/faq/pointers-to-members
- Member Function Pointers and the Fastest Possible C++ Delegates by Don Clugston
- How To Bind Lambda To Function Pointer
- Practical Design Patterns: Opaque Pointers and Objects in C
- Author Vysandeep3
- https://www.learncpp.com/cpp-tutorial/introduction-to-pointers/
- https://www.tutorialspoint.com/cprogramming/c_variable_arguments.htm
- https://jameshfisher.com/2016/11/23/c-varargs/
- https://www.tutorialspoint.com/c_standard_library/c_macro_va_start.htm
- https://cppinsights.io/
- https://adroit-things.com/programming/c-cpp/how-to-bind-lambda-to-function-pointer/
- https://www.codeproject.com/Articles/7150/Member-Function-Pointers-and-the-Fastest-Possible
- 小彭老师 OPENGL 课程实验源代码
C++ 返回函数指针的函数的更多相关文章
- C++ —— 返回数组指针的函数 和 返回指向函数的指针的函数
返回数组指针的函数 基础知识:数组不能被拷贝,函数不能返回数组,只能返回数组的指针或者引用. 定义一个 返回数组指针的函数 的方法,以 一个接收参数为 含有10个整型元素的数组的引用 和 返回一个含 ...
- [C/C++]如何解读返回函数指针的函数声明
今天在看<深入理解C++11>的时候,看到一段有意思的代码: int (*(*pf())())() { return nullptr; } 我立刻就懵了——从来没有见过这样的函数声明.那么 ...
- [笔记]C++声明返回数组指针的函数
数组指针的声明:type (*name)[size]; 由于数组不能拷贝,所以函数不能返回数组.但是函数可以返回指针和引用,所以函数可以返回数组指针或引用. 和数组指针的声明类似: type (*fu ...
- C#委托与C语言函数指针及函数指针数组
C#委托与C语言函数指针及函数指针数组 在使用C#时总会为委托而感到疑惑,但现在总新温习了一遍C语言后,才真正理解的委托. 其实委托就类似于C/C++里的函数指针,在函数传参时传递的是函数指针,在调用 ...
- Delphi 函数指针(函数可以当参数)
首先学习: 指向非对象(一般的)函数/过程的函数指针 Pascal 中的过程类型与C语言中的函数指针相似,为了统一说法,以下称函数指针.函数指针的声明只需要参数列表:如果是函数,再加个返回值.例如声明 ...
- Day8 函数指针做函数参数
课堂笔记 课程回顾 多态 virtual关键字 纯虚函数 virtual func() = 0; 提前布局vptr指针 面向接口编程 延迟绑定 多态的析构函数的虚函数. ...
- typedef void (*Fun) (void) 的理解——函数指针——typedef函数指针
首先介绍大家比较熟悉的typedef int i;//定义一个整型变量i typedef myInt int: myInt j;//定义一个整型变量j 上面介绍得是我们常用的比较简单的typedef的 ...
- C/C++回调方式系列之一 函数指针和函数回调模式
一.函数指针 1. 函数的定义 return_type function_name(parameter list) { function_body } return_type: 返回值,函数一定有返回 ...
- c语言的函数指针和函数指针数组的简单demo
今天,简单记录一下,函数指针和函数指针数组的使用,废话不多说,直接贴上代码,里面有详细的注释,方便以后查阅. #include <cstdio> #include <Windows. ...
- c++入门之函数指针和函数对象
函数指针可以方便我们调用函数,但采用函数对象,更能体现c++面向对象的程序特性.函数对象的本质:()运算符的重载.我们通过一段代码来感受函数指针和函数对象的使用: int AddFunc(int a, ...
随机推荐
- 文盘Rust -- Mutex解决并发写文件乱序问题
在实际开发过程中,我们可能会遇到并发写文件的场景,如果处理不当很可能出现文件内容乱序问题.下面我们通过一个示例程序描述这一过程并给出解决该问题的方法. use std::{ fs::{self, Fi ...
- 【后端面经-数据库】Redis详解——Redis基本概念和特点
目录 1. Redis基本概念 2. Redis特点 2.1 优点 2.2 缺点 3. Redis的应用场景 面试模拟 参考资料 声明:Redis的相关知识是面试的一大热门知识点,同时也是一个庞大的体 ...
- 使用kube-bench检测Kubernetes集群安全
目录 一.系统环境 二.前言 三.CIS (Center for Internet Security)简介 四.什么是Kube-Bench? 五.使用kube-bench检测不安全的设置 5.1 手动 ...
- 论文解读(IW-Fit)《Better Fine-Tuning via Instance Weighting for Text Classification》
Note:[ wechat:Y466551 | 可加勿骚扰,付费咨询 ] 论文信息 论文标题:Better Fine-Tuning via Instance Weighting for Text Cl ...
- 行行AI人才直播第16期:【无界AI首席研究员】刘秋衫《AI创新设计:AIGC赋能设计行业的新思维》
在这一轮生成式AI浪潮中,设计行业是受波及最为广泛的一个行业.这是设计师们始料未及的事情,至少在此之前,人们认为以设计.艺术为首的创意产业是最难被AI改变的产业之一.而生成式AI的出现,与其说是一次冲 ...
- Qt开发思想探幽]QObject、模板继承和多继承
@ 目录 [Qt开发探幽]QObject.模板继承和多继承 1. QObject为什么不允许模板继承: 2.如果需要使用QObject进行多继承的话,子对象引用的父类链至多只能含有一个QObject ...
- 以程序员的视角,介绍如何通过API接口获取淘宝商品数据的方法和步骤,并提供实际代码示例
当我们想要获取淘宝商品数据时,可以通过调用淘宝开放平台的API接口来实现.下面是一些步骤和示例代码来帮助你开始. 步骤1:申请开发者账号和应用 在开始之前,你需要在淘宝开放平台上注册一个开发者账号 ...
- Hugging News #0904:🤗 登陆 AWS Marketplace
每一周,我们的同事都会向社区的成员们发布一些关于 Hugging Face 相关的更新,包括我们的产品和平台更新.社区活动.学习资源和内容更新.开源库和模型更新等,我们将其称之为「Hugging Ne ...
- 文心一言 VS 讯飞星火 VS chatgpt (95)-- 算法导论9.2 4题
四.用go语言,假设用RANDOMIZED-SELECT 去选择数组 A=(3,2,9,0,7,5,4,8,6,1)的最小元素,给出能够导致 RANDOMIZED-SELECT最坏情况发生的一个划分序 ...
- oracle-组合索引字段位置与查询效率之间的关系
Oracle索引组合字段的位置不同,当查询条件不能覆盖索引时,影响查询效率.查询条件是不是索引字段的第一列影响执行计划,实验验证 实验1:查询条件为组合索引的第一列--创建测试表 create tab ...