c++ 函数指针

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在有些编程语言中，函数是“第一级值”。在这些语言中，可以将函数作为函数参数
传递，并把它们当作表达式的组件使用等。
c++不属于这类语言，但这一点并不是显而易见的。因为对于c++程序而言，将函数作为
参数传递，并把它们的地址存储在数据结构中是很常见的操作。
例如，假设我们想对某个数组的所有元素都运用某个给定函数。如果这个函数有一个int
参数，并且生成void类型，我们可以如下编写代码
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void apply(void f(int), int *p, int n) {
for (int i = 0;i < n;i++) {
f(p[i]);
}
}
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这是不是说明c++把函数也当作第一级值呢？
本例中第一个隐蔽之处就是，f虽然看上去像函数，其实根本就不是函数。相反它是一个
函数指针。和在c中一样c++不可能有函数类型的变量，所以任何声明这种变量的企图都将
立即被转换成指向函数的指针声明。和在c中一样，所有对函数指针的调用都等价于这个
指针所指向的函数的调用。所以前面的例子就等价于
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void apply(void (*fp)(int), int *p, int n) {
for (int i = 0;i < n;i++) {
(*fp)(p[i]);
}
}
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那又怎么样？函数和函数指针之间的有什么重大差异吗？这个差异和任何和任何指针与
其所指向的对象之间的差异是类似的：不可能通过操纵指针创建这样的对象。c++函数的总
存储空间在程序执行之前就固定了。一旦程序开始运行，就无法创建新函数了。为了理解
为什么说不能动态创建新函数是个问题，我们来思考一下如何写一个c++函数，以便把两个
函数组合起来生成第三个函数。组合是我们所能想到的创建新函数最简单的方法之一。现在
为了简单期间，我们将假设每个函数都有一个整数参数并返回一个整数结果。然后，假设我
们有一对函数f和g：
extern int f(int);
extern int g(int);
我们希望能够使用下面的语句：
int (*h)(int) = compose(f,g);
具有一种特征，就是对于任何整数n而言，h(n)将等价于f(g(n))。
c++没有提供直接做这件事的方法。我们可以杜撰如下的代码：
int (*compose(int f(int), int g(int) ) )(int x) {
int result(int n) { return f(g(n))；}
return result;
}
这里，compose试图用两个函数f和g来定义一个函数，当应用于x时可以得到f(g(x))的函数；
但是由于两个原因它不可能成功。第一个原因就是c++不支持嵌套函数，这意味着result的定义
非法。而且由于result需要在块作用域之内访问f和g，所以没有简便的方法可以绕过这个限制。
简单的使result全局化：
int result(int n) {return f(g(n));}
int (*compose(int f(int), int g(int))) (int x)
｛
return result;
｝
这个例子的问题在于f和g在result中没有定义。
第二个问题更难以捉摸。假设c++允许嵌套函数——毕竟c++实现把它当成一种扩展，那么这样
做会成功吗？
可惜的是，答案是“实际不会成功”。为了了解原因，我们稍微修改了一下compose函数：
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int (*compose (int f(int), int g(int)))(int x) {
int (*fp)(int) = f;
int (*gp)(int) = g;
int result (int n) {return fp(gp(n));}
return result;
}
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其中所做的改变是将f和g的地址复制到两个局部变量fp和gp中去。现在，假设我们调用compose，
它将返回一个指向result的指针。因为fp和gp是compose的局部变量，所以一旦compose返回它们
就消失了。如果我们现在调用result，它将试图使用这些局部变量，但是这些变量已经被删除了。
结果很可能导致程序运行崩溃
显然编写compose的最后一个版本，我们应该很容易明白这个程序失败的原因。然而，第一个版本
也存在相同的问题。唯一的不同的是第一个版本中的f和g不是普通的局部变量，而是形参。这个
区别无关大局：当compose返回时它们也消失；也就是说当result试图访问它们时也会导致崩溃。
那么显然编写compose函数除了需要常规的基于堆栈的实现外，还需要某种自动回收机制。尽管
c++将垃圾回收集作为语言的标准部分会给很多方面带来好处，但是存在太多的困难使我们不能这
样定义c++。

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