C++ 函数指针的本质和工作原理是什么？

函数指针本质上是变量，指向函数内存地址，允许在运行时动态调用函数。它包含指向函数的地址、函数类型和指针运算能力。工作原理涉及获取函数地址、推入参数和返回地址、调用函数，并将返回值和控制权返回到调用代码。

C 函数指针的本质和工作原理

什么是函数指针？

函数指针是一种指向函数内存地址的变量。它允许程序在运行时动态调用函数。

函数指针的本质

• 类型：函数指针的类型与它指向的函数类型相同。
• 值：函数指针的值是函数的内存地址。
• 指针运算：与其他指针类似，函数指针可以进行指针运算（加法、减法、比较）。

函数指针的工作原理

当调用函数指针时，编译器会执行以下步骤：

1. 从函数指针中获取函数地址。
2. 将参数推送到堆栈上。
3. 将返回地址保存到堆栈上。
4. 调用函数。
5. 返回值由函数返回到堆栈上。
6. 控制权返回到调用代码。

示例代码

以下代码演示了如何创建并使用函数指针：

// 声明函数指针类型
typedef int (*FuncPtr)(int);

// 定义一个函数
int add(int a, int b) {
  return a + b;
}

int main() {
  // 创建一个指向 add 函数的函数指针
  FuncPtr ptr = &add;

  // 调用函数指针
  int result = ptr(3, 5);
  std::cout << "结果：" << result << std::endl;

  return 0;
}

实战案例

函数指针常用于以下场景：

• 回调函数：允许对象将自己的函数注册为回调，以便在特定事件触发时调用。
• 动态加载：可以在运行时加载函数并通过函数指针调用它们。
• 面向对象的编程：用于实现虚函数，允许子类重写父类方法。

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