C++指针探讨 (三) 成员函数指针

    C语言的指针相当的灵活方便，但也相当容易出错。许多C语言初学者，甚至C语言老鸟都很容易栽倒在C语言的指针下。但不可否认的是，指针在C语言中的位置极其重要，也许可以偏激一点的来说：没有指针的C程序不是真正的C程序。

    然而C++的指针却常常给我一种束手束脚的感觉。C++比C语言有更严格的静态类型，更加强调类型安全，强调编译时检查。因此，对于C语言中最容易错用的指针，更是不能放过：C++的指针被分成数据指针，数据成员指针，函数指针，成员函数指针，而且不能随便相互转换。而且这些指针的声明格式都不一样：

    还有一个更重要的区别是，指针所占的空间也不一样了。即使在32位系统中，所占的空间也有可能是4字节、8字节、12字节甚至16字节，这个依据平台及编译器，有很大的变化。

    尽管C++中仍然有万能指针void*，但它却属于被批斗的对象，而且再也不能“万能”了。它不能转换成成员指针。

    这样一来，C++的指针就变得很尴尬：我们需要一种指针能够指向同一类型的数据，不管这个数据是普通数据，还是成员数据；我们更需要一种指针能够指向同一类型的函数，不管这个函数是静态函数，还是成员函数。但是没有，至少从现在的C++标准中，还没有看到。

    自从有了类，我们开始按照　数据＋操作　的方式来组织数据结构；自从有了模板，我们又开始把 数据 和 算法 分离，以便重用，实在够折腾人的。但不管怎么折腾，现在大多数函数都不再单身，都嫁给了类，进了围城。可是我们仍然需要能够自由调用这些成员函数。

    考虑一下windows下的定时调用。SetTimer函数的原型是这样的：

 UINT_PTR SetTimer(
    HWND hWnd,
    UINT_PTR nIDEvent,
    UINT uElapse,
    TIMERPROC lpTimerFunc
);

    其中，参数就不解释了，这个函数估计大多数windows开发人员都知道。lpTimerFunc是个会被定时调用的函数指针。假如我们不通过WM_TIMER消息来触发定时器，而是通过lpTimerFunc来定时工作，那么我们就只能使用普通函数或静态函数，而无论如何都不能使用成员函数，哪怕通过静态函数转调也不行。

    再考虑一下线程的创建：
 uintptr_t _beginthread(
   void( *start_address )( void * ),
   unsigned stack_size,
   void *arglist
);    start_address仍然只支持普通函数。不过这回好了，它允许回调函数一个void*参数，它将会arglist作为参数来调用start_address.于是，聪明的C++程序员，就利用arglist传递this指针，从而利用静态函数成功的调用到了成员函数了：

 class mythread
{
  public:
    static void doit(void* pThis)
    {
　　　　((mythread*)pThis)->doit();
    }
    void doit(...){}
};

main()
{
  ...
  mythread* pmt = new mythread;
  _beginthread(&mythread::doit, 0, (void*)pmt);

  ...
}

    如下例，我们打算对vector中的所有类调用其指定的成员函数：

 #include <vector>
#include <algorithm>
#include <functional>
#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
    int value;
public:
    A(int v){value = v;}
    void doit(){ cout << value << endl;};
    static void call_doit(A& rThis)
    {
        rThis.doit();
    }
};

int main()
{
    vector<A> va;
    va.push_back(A(1));
    va.push_back(A(2));
    va.push_back(A(3));
    va.push_back(A(4));
    //方法1:
    //for_each(va.begin(), va.end(), &A::doit); //error
    //方法2:
    for_each(va.begin(), va.end(), &A::call_doit);
    //方法3:
    for_each(va.begin(), va.end(), mem_fun_ref<void, A>(&A::doit));

    system("Pause");

    return 0;
}

    方法1，编译不能通过。for_each只允许具有一个参数的函数指针或函数对象，哪怕A：：doit默认有一个this指针参数也不行。不是for_each没考虑到这一点，而是根本做不到！

    方法2，显然是受到了beginthread的启发，使用一个静态函数来转调用，哈哈成功了。但是不爽！这不是C++.

    方法3，呼，好不容易啊，终于用mem_fun_ref包装成功了成员函数指针。

    似乎方法3不错，又是类型安全的，又可以通用——慢着，首先，它很丑，哪有调用普通C函数指针那么漂亮啊（见方法2），用了一大串包装，又是尖括号又是圆括号，还少不了&号！其次，它只能包装不超过一个参数的函数！尽管它在for_each中够用了，但是你要是想用在超过一个参数的场合，那只有一句话：不可能的任务。

    是的，在标准C++中，这是不可能的任务。但事情并不总是悲观的，至少有许多第三方库提供了超越mem_fun的包装。如boost：：function等等。但是它也有限制：它所支持的参数仍然是有限的，只有十多个，尽管够你用的了；同样，它也是丑陋的，永远不要想它能够简单的用&来搞定。

    也许，以失去美丽的代价，来换取质量上的保证，这也是C++对于函数指针的一种无奈吧……

    期待C++0x版本。它通过可变模板参数，能够让mem_fun的参数达到无限个……

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    BTW： C++Builder扩展了一个关键字 closure ，允许成员函数指针如同普通函数指针一样使用。也许C++0x能考虑一下……