C++ Primer学习笔记——$22 类成员指针

题记：本系列学习笔记（C++ Primer学习笔记）主要目的是讨论一些容易被大家忽略或者容易形成错误认识的内容。只适合于有了一定的C++基础的读者（至少学完一本C++教程）。

 

作者： tyc611, 2007-04-07

   本文主要讨论C++中类成员的指针，这部分内容少有使用，也比较难于理解。

   如果文中有错误或遗漏之处，敬请指出，谢谢！

   需要使用类成员指针的情况是比较少见的，所以一般没人使用这个语言特性。下面先介绍类成员指针的使用方法，再介绍它的可能应用场合。

 

   有时，我们需要在类外的其它地方直接获得类成员，这时我们就需要使用类成员指针。类成员指针与对象的指针不同，它不仅包括类的类型，还包括成员的类型。成员指针只应用于类的非static成员，因为static类成员不是任何对象的组成部分，只需使用普通指针即可。

 

声明成员指针

 

   借用书上的一个例子，有这么一个类：

   class Screen {

   public:

      typedef std::string::size_type index;

      char get() const;

      char get(index ht, index wd) const;

   private:

      std::string contents;

      index cursor;

      index height, width;

   };

  

   若要声明contents成员的指针，应有如下形式：

      string Screen::*ps;

   若要声明cursor、height或width成员的指针，应有如下形式：

      Screen::index Screen::*pi;

 

   从上面的使用形式可以看出，使用类成员的指针与普通指针的区别在于，需要在类成员指针前面的加上类限定符，以指明是哪个类的成员指针。同样，在初始化指针时，也只能用相应类的相应类型的成员对指针进行初始化，例如：

      ps = &Screen::contents;

      pi = &Screen::cursor;

 

   上面介绍了对类数据成员的指针的使用方法，下面对函数成员的指针进行介绍。

 

   函数成员的指针与普通函数指针相比，也多了类限定符。由于类成员函数还有可能是const，所以const也成为成员函数指针声明的一部分。也就是说，函数成员的指针必须在三个方面与它所指函数的类型相匹配：

   （1）函数形参的类型和数目；

   （2）返回类型及是否为const函数；

   （3）所属类的类型。

 

   例如，要定义Screen的get成员的指针，可以如下定义：

      char (Screen::*pmf)() const = &Screen::get; // not 'Screen::get'!

      char (Screen::*pmf2)(Screen::index, Screen::index) const;

      pmf2 = &Screen::get;

这里需要注意的是：（1）这里不存在函数类型到函数指针类型的自动转换（即类成员函数前面必须加上&，然后再给相应指针赋值）；（2）运算符的优先级关系（注意指针外层的括号所起的作用）；（3）函数到指针的自动类型匹配（注意两个重载版本的get对指针的赋值）。

 

使用类成员指针

 

   要使用类成员指针所指对象，首先应当从类对象取得成员指针，再解引用指针，所以有如下两种操作符供使用：.*和->*。这两个操作符的左操作数必须是类类型的对象或类类型的指针，右操作数是该类型的成员指针。例如：

   Screen sc;

   char c = (sc.*pmf)();  // 等价于调用sc.get();
   Screen *pS = ≻
   c = (pS->*pmf)();

 

   下面给出成员指针使用的完整例子，以方便读者更好的理解：

#include <string> class Screen {     friend void func(); // 声明func为类Screen的友元，否则无法使用类成员 public:     typedef std::string::size_type index;     char get() const {         return 'a';     }     char get(index ht, index wd) const {         return 'b';     } private:     std::string contents;     index cursor;     index heigth, width; }; void func() {     std::string Screen:: *ps = &Screen::contents;     Screen::index Screen:: *pi = &Screen::cursor;     char (Screen:: *pmf) () const = &Screen::get; // not 'Screen::get'!     char (Screen:: *pmf2) (Screen::index, Screen::index) const;     pmf2 = &Screen::get;          Screen sc;     Screen *pS = &sc;     Screen::index idx = sc.*pi;     idx = pS->*pi;     char c = (sc.*pmf)(); // 等价于调用sc.get();     c = (pS->*pmf)(); } int main() {     void (*pf)() = func;  // 注意普通函数的指针的初始化，与成员指针比较     pf();     return 0; }

 

成员指针的应用举例

 

   当一个类有多个性质相同且类型相同的函数成员时，可以使用函数表来进行函数调用，产生用同一函数使用不同参数来达到不同操作的效果，而实际上是调用了不同的函数来实现的。下面给出这样的一个例子，方便读者有一个感性的认识：

#include <iostream> using namespace std; class Screen { public:     Screen& home() {         cout << "Home" << endl;         return *this;     }     Screen& forward() {         cout << "Forward" << endl;         return *this;     }     Screen& back() {         cout << "Back" << endl;         return *this;     }     Screen& up() {         cout << "Up" << endl;         return *this;     }     Screen& down() {         cout << "down" << endl;         return *this;     }     // function table     typedef Screen& (Screen:: *Action)();     static Action Menu[];     // specify which direction to move     enum Directions {HOME, FORWARD, BACK, UP, DOWN};     Screen& move(Directions); }; Screen::Action Screen::Menu[] = {&Screen::home, &Screen::forward, &Screen::back, &Screen::up, &Screen::down}; Screen& Screen::move(Directions dirc) {     (this->*Menu[dirc])();     return *this; } int main() {     Screen sc;     sc.move(Screen::HOME);     sc.move(Screen::UP);     return 0; }

 

参考文献：

[1] C++ Primer(Edition 4)
[2] Thinking in C++(Edition 2)
[3] International Standard：ISO/IEC 14882:1998