C++ function 指针在声明和参数

Question

我对使用 C++ function 指针感到困惑。

using fn_p1 = void(int);  // function pointer
using fn_p2 = void (*)(int);

void functional(fn_p1 f) {
    f(1);
}

void callback(int value){
    // do something
}

int main() {
    fn_p2 f = callback; //works
    fn_p1 f1 = static_cast<fn_p1>(f); //does not work
    fn_p1 f2 = callback; //does not work
    fn_p1 f2 = static_cast<fn_p1>(callback); //does not work

    functional(f);  // works, the argument is form of void(*)(int)
    f(1);           // works
    
    functional(*f);  // works, the argument is dereferenced, void(int)
    (*f)(1);         // works
    return 0;
}

我知道如果你用f(1) 、 (*f)(1)或(*****f)(1)调用 function 指针没有区别。 我不明白functional(f); 有效，但fn_p1 f1 = static_cast<fn_p1>(f); 及其变体不能，因为它们将 function 指针定义为using fn_p1 = void(int); . 谁能解释 function 指针如何工作或编译器如何处理它？

Answer 1

IDE 应该给您的最有用的错误是fn_p1 f2 = callback; ：

非法初始化器（只能初始化变量）[illegal_initializer]

（这是我从clangd那里得到的信息。）

从字面上看，这意味着void(int)类型的实体（或更一般的someReturnType(someArgTypes...) ）不是变量。

Indeed, in C++ functions are not first class, which means that you can't pass them to function and don't get them in return from function; 当你认为你成功地这样做时，你实际上是在传递或收回 function 指针。

换句话说，C++ 中没有“function 值”这样的东西。 函数不是您可以分配的值。

当你写

fn_p1 f2 = callback; // assuming using fn_p1 = void(int);

您确实在尝试创建void(int)类型的变量。 但是这样的事情不存在，因此错误。

static_cast的工作原理基本相同。

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至于

void functional(fn_p1 f) {
    f(1);
}

函数到（函数）指针衰减正在发生。 f确实属于fn_p1*类型。

您可以通过在functional中编写无效语句来轻松验证它，以触发编译器错误，告诉您f的类型是什么，就像这样

void functional(fn_p1 f) {
    int foo = f;
    f(1);
}

Clangd 回答了这个问题

无法使用“fn_p1 ”类型的左值（又名“void ( )(int)”）初始化“int”类型的变量 [init_conversion_failed]

它间接告诉您f的类型为fn_p1* ，因此您最好将其写为functional参数的类型而不是fn_p1 ，至少为了清楚起见（类似于您应该更喜欢将T*而不是T[]写为function 中的参数类型采用T s 的 c 样式数组）。

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如果您真的想将函数分配给变量，您应该查看lambdas 、 struct s+ operator() 、 std::function以及function 对象的主题。