class Test3 //一个有定义的类。
{
public:
//...
void (* memberfun)();
void Memberfun1( void (* f2)( ) ) { f2( ) ;} //成员函数1调用成员函数//2。
void Memberfun2( );//成员函数2。
//…
};
class Test4: virtual Test3 ,Test2 //一个有virtual继承的类(derivative class)。
{
public:
void Memberfun1( void (* f2)( ) ) { f2( ) ;}
};
class Test5: Test3,Test2 //一个继承类(derivative class)。
{
public:
void Memberfun1( void (* f2)( ) ) { f2( ) ;}
};
int main()
{
std::cout <<"一般函数指针长度= "<< sizeof(void(*)()) << '\n';
std::cout <<"-类的成员函数指针长度-"<<'\n'<<'\n';
std::cout <<"Test3类成员函数指针长度="<< sizeof(void(Test3::*)())<<'\n'<<'\n';
std::cout <<"Test5类成员函数指针长度="<<sizeof(void (Test5:: *)())<<'\n';
std::cout <<"Test4类成员函数指针长度="<<sizeof(void (Test4:: *)())<<'\n';
std::cout <<"Test类成员函数指针长度="<<sizeof(void(Test::*)()) <<'\n';
return 0;
}
输出结果为(VC++6.0编译,运行于Win98操作系统,其他操作系统可能有所不同):
一般非成员函数指针长度= 4
-类的成员函数指针长度-
Test3类成员函数指针长度=4
Test5类成员函数指针长度=8
Test4类成员函数指针长度=12
Test类成员函数指针长度=16
以上结果表明,在32位Win98操作系统中,一般函数指针的长度为4个字节(32位),而类的成员函数指针的长度随类的定义与否、类的继承种类和关系而变,从无继承关系类(Test3)的4字节(32位)到有虚继承关系类(Virtual Inheritance)(Test4)的12字节(96位),仅有说明(declaration)没有定义的类(Test)因为与其有关的一些信息不明确成员函数指针最长为16字节(128位)。显然,与一般函数指针不同,指向“类”的成员函数的指针不仅包含成员函数地址的信息,而且包含与类的属性有关的信息,因此,一般函数指针和类的成员函数指针是根本不同的两种类型,当然,也就不能用一般函数指针直接调用类的成员函数,这就是为什么本文开始提到的三种情况编译出错的原因。尽管使用较早版本的编译软件编译仍然可以通过,但这会给程序留下严重的隐患。
至于为什么同样是指向类的成员函数的指针,其长度竟然不同,从32位到128位,差别很大,由于没有看到微软官方的资料只能推测VC++6.0 在编译时对类的成员函数指针进行了优化,以尽量缩短指针长度,毕竟使用128位或96位指针在32位操作系统上对程序性能会有影响。但是,无论如何优化,类的成员函数指针包含一定量的对象(Objects)信息是确定的。其他的操作系统和编译软件是否进行了类似的处理,读者可以用以上程序自己验证。
那么,当需要时,如何用指针调用类的成员函数?可以考虑以下方法:
(1) 将需要调用的成员函数设为static 类型,如:在前述例子2中,将class Test2 成员函数Compare 定义前加上static 如下(黑体为改变之处):
class Test2
{
//….
int static __cdecl Compare(const void* elem1, const void* elem2) //成员函数。
//其他不变
}
改变后的代码编译顺利通过。原因是,static 类型的成员函数与类是分开的,其函数指针也不包含对象信息,与一般函数指针一致。这种方法虽然简便,但有两个缺点:1、被调用的函数成员定义内不能出现任何类的成员(包括变量和函数);2、由于使用了static 成员,类在被继承时受到了限制。
(2) 使用一个函数参数含有对象信息的static 类型的成员函数为中转间接地调用其他成员函数,以例3为例,将类Test3作如下修改(黑体字为修改之处),main()函数不变,则可顺利通过编译:
class Test3
{
public:
//…
void static __cdecl Helper(Test3* test3)
{
test3->Memberfun2();
}
void Memberfun1( void (* f2)(Test3*)) { f2(this) ;} //将对象信息传给Helper函数。
void Memberfun2( ) {printf("%s \n","Calling Test3::Memberfun2 OK"); } //成员函数2。
void Memberfun3( ) { Memberfun1( Helper);}
//…
};
这种间接方式对成员函数没有任何限制,克服了第一种方法成员函数不能使用任何类的成员的缺点,但由于有static 成员,类的继承仍受到制约。
(3)使用一个全程函数(global function)为中转间接调用类的成员函数,仍以例3为例,将代码作如下修改(VC++6.0编译通过):
class Test3;
void __cdecl Helper(Test3* test3);
class Test3
{
public:
//…
void Memberfun1( void (* f2)(Test3*)) { f2(this) ;} //成员函数1调用成员函数//2。
void Memberfun2( ) {printf("%s \n","Calling Test3::Memberfun2 OK"); } //成员函数2。
void Memberfun3( ) { Memberfun1( Helper);}
//…
};
void __cdecl Helper(Test3* test3)
{
test3->Memberfun2();
};
这个方法对成员函数没有任何要求,但是需要较多的代码。
除上述三种方法外还有其他方法,如, 可以在汇编层面上修改代码解决上述问题等,不属于本文范围。
结论:函数指针不能直接调用类的成员函数,需采取间接的方法,原因是成员函数指针与一般函数指针有根本的不同,成员函数指针除包含地址信息外,同时携带其所属对象信息。本文提供三种办法用于间接调用成员函数。这三种办法各有优缺点,适用于不同的场合。
责任编辑:小草