函数指针与函数引用答案

【问题标题】：Function pointer vs Function reference函数指针与函数引用
【发布时间】：2013-10-12 14:10:24
【问题描述】：

在下面的代码中，函数指针和我认为的“函数引用”似乎具有相同的语义：

#include <iostream>
using std::cout;

void func(int a) {
    cout << "Hello" << a << '\n';
}
void func2(int a) {
    cout << "Hi" << a << '\n';
}

int main() {
    void (& f_ref)(int) = func;
    void (* f_ptr)(int) = func;

    // what i expected to be, and is, correct:
    f_ref(1);
    (*f_ptr)(2);

    // what i expected to be, and is not, wrong:
    (*f_ref)(4); // i even added more stars here like (****f_ref)(4)
    f_ptr(3);    // everything just works!

    // all 4 statements above works just fine

    // the only difference i found, as one would expect:
//  f_ref = func2; // ERROR: read-only reference
    f_ptr = func2; // works fine!
    f_ptr(5);

    return 0;
}

我在 Fedora/Linux 中使用 gcc 版本 4.7.2

更新

我的问题是：

~~为什么函数指针不需要解引用？~~
~~为什么取消引用函数引用不会导致错误？~~
在任何情况下我必须使用其中一种吗？
为什么f_ptr = &func; 有效？既然 func 应该被衰减成一个指针？
虽然f_ptr = &&func; 不起作用（从void * 隐式转换）

【问题讨论】：

标签： c++ function pointers reference function-pointers

【解决方案1】：

函数和函数引用（即这些类型的 id-expressions）几乎立即衰减为函数指针，因此表达式 func 和 f_ref 在您的情况下实际上成为函数指针。如果您愿意，也可以拨打(***func)(5) 和(******f_ref)(6)。

如果您希望 &-operator 像已应用于函数本身一样工作，则最好使用函数引用，例如&func 与 &f_ref 相同，但 &f_ptr 是另一回事。

【讨论】：

这是一个实现错误吗？ '因为这违背了我们直观的“打字”概念，对吧？我还看到像 void (*&f)(void) 这样的东西作为函数的参数 - * 和 & 一起使用.. 怎么会？
这不是错误，只是语言的定义方式。在表达式中基本上没有函数，只有函数指针；衰变负责使“明显”的语法工作（即您可以输入f(1)，而不是更麻烦的(&f)(1)）。
@John：对比数组的处理方式；它们不能按值传递，因此在函数原型中，int x[]（就此而言 (int x[10]) 等价于 int *x；因为按值接收 C 数组是不合法，他们让数组声明语法用作接收指针的语法糖。

【解决方案2】：

“为什么函数指针不需要解引用？”

因为函数标识符本身实际上已经是指向函数的指针：

4.3 函数到指针的转换
§1 函数类型T 的左值可以转换为“指针”类型的右值到T。”结果是一个指向函数的指针。

“为什么取消引用函数引用不会导致错误？”

基本上，您可以将定义引用视为定义别名（替代名称）。即使在8.3.2 引用 标准中的部分地址创建对对象的引用，您也会发现：
“引用可以被认为是对象的名称。 "

所以当你定义一个引用时：

void (& f_ref)(int) = func;

它使您能够在几乎可以使用func 的任何地方使用f_ref，这就是为什么：

f_ref(1);
(*f_ref)(4);

工作方式与直接使用func 完全相同：

func(1);
(*func)(4);

【讨论】：

【解决方案3】：

见here。

address-of 运算符的作用与您预期的一样，因为它指向一个函数但不能被赋值。函数在用作右值时会转换为函数指针，这意味着您可以多次取消引用函数指针并取回相同的函数指针。

【讨论】：

【解决方案4】：

因为这里有其他人的好答案，所以没有答案解释为什么f_ptr = &&func; 不起作用。当您将 addressof 运算符 & 应用于变量/函数时，您将获得其地址。地址本身是一个 r 值/一个临时变量。不能取临时地址。

但是好像有类型错误。消息implicit conversion from void* 是非常特定于该代码的编译器。我猜你正在使用 GCC/Clang。 GCC/Clang 提供了获取标签地址的能力，例如&&label。结果值为void* 类型。其他编译器将输出类似cannot take address of temporary 或invalid syntax 的内容。在使用这些编译器时，这种错误可能会在特殊情况下被隐藏而不会发出任何警告：

int main() {
    int foo = 42;
    foo:;
    void* a = &foo; // take the address of a variable/function
    void* b = &&foo; // take the address of a label

    std::cout << *(int*)a << '\n';
    goto *b;
};

但是谁会把所有东西都命名为一样的呢？

【讨论】：