19.4.2. Указатели на функции-члены

Вполне можно также определить указатель, способный указывать на функцию-член класса. Подобно указателям на переменные-члены, самый простой способ создания указателя на функцию-член — это использовать ключевое слово auto для автоматического выведения типа:

// указатель pmf способен указывать на функцию-член класса Screen,

// возвращающую тип char и не получающую никаких аргументов

auto pmf = &Screen::get_cursor;

Как и указатель на переменную-член, указатель на функцию-член объявляется с использованием синтаксиса имяКласса::*. Подобно любому другому указателю на функцию (см. раздел 6.7), указатель на функцию-член определяет тип возвращаемого значения и список типов параметров функции, на которую может указывать этот указатель. Если функция-член является константной (см. раздел 7.1.2) или ссылочной (см. раздел 13.6.3), следует также добавить квалификатор const или квалификатор ссылки.

Подобно обычным указателям на функцию, если функция-член перегружена, следует явно указать, какая именно функция имеется в виду (см. раздел 6.7). Например, указатель на версию функции get() с двумя параметрами можно объявить так:

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

pmf2 = &Screen::get;

Круглые скобки вокруг части Screen::* в этом объявлении необходимы из-за приоритета. Без круглых скобок компилятор воспримет следующий код как (недопустимое) объявление функции:

// ошибка: у функции, не являющейся членом класса p, не может быть

// спецификатора const

char Screen::*p(Screen::pos, Screen::pos) const;

Это объявление пытается определить обычную функцию по имени p, которая возвращает указатель на член класса Screen типа char. Поскольку объявляется обычная функция, за объявлением не может быть спецификатора const.

В отличие от обычных указателей на функцию, нет никакого автоматического преобразования между функцией-членом и указателем на этот член:

// pmf указывает на член класса Screen, не получающий аргументов и

// возвращающий тип char

pmf = &Screen::get; // нужно явно использовать оператор обращения к

                    // адресу

pmf = Screen::get;  // ошибка: нет преобразования в указатель для

                    // функций-членов

Использование указателя на функцию-член

Как и при использовании указателя на переменную-член, для вызова функции-члена через указатель на член класса используются операторы .* и ->*:

Screen myScreen, *pScreen = &myScreen;

// вызов функции, на которую указывает указатель pmf объекта,

// на который указывает указатель pScreen

char c1 = (pScreen->*pmf)();

// передает аргументы 0, 0 версии функции get() с двумя параметрами

// объекта myScreen

char c2 = (myScreen.*pmf2)(0, 0);

Вызовы (myScreen->*pmf)() и (pScreen.*pmf2)(0,0) требуют круглых скобок, поскольку приоритет оператора вызова выше, чем приоритет оператора указателя на член класса.

Без круглых скобок вызов myScreen.*pmf() был бы интерпретирован как myScreen.*(pmf()).

Этот код требует вызвать функцию pmf() и использовать ее возвращаемое значение как операнд оператора указателя на член класса (.*). Но pmf — не функция, поэтому данный код ошибочен.

Из-за разницы приоритетов операторов вызова объявления указателей на функции-члены и вызовы через такие указатели должны использовать круглые скобки: (С::*p)(parms) и (obj.*p) (args).

Использование псевдонимов типов для указателей на члены

Псевдонимы типа или typedef (см. раздел 2.5.1) существенно облегчают чтение указателей на члены. Например, следующий код определяет псевдоним типа Action как альтернативное имя для типа версии функции get() с двумя параметрами:

// Action - тип, способный указывать на функцию-член класса Screen,

// возвращающую тип char и получающую два аргумента типа pos

using Action =

 char (Screen::*)(Screen::pos, Screen::pos) const;

Action — это другое имя для типа "указатель на константную функцию-член класса Screen, получающую два параметра типа pos и возвращающую тип char". Используя этот псевдоним, можно упростить определение указателя на функцию get() следующим образом:

Action get = &Screen::get; // get указывает на член get() класса Screen

Подобно любым другим указателям на функцию, тип указателя на функцию-член можно использовать как тип возвращаемого значения или как тип параметра функции. Подобно любому другому параметру, у параметра указателя на член класса может быть аргумент по умолчанию:

// action() получает ссылку на класс Screen и указатель на его

// функцию-член

Screen& action(Screen&, Action = &Screen::get);

Функция action() получает два параметра, которые являются ссылками на объект класса Screen, и указатель на функцию-член класса Screen, получающую два параметра типа pos и возвращающую тип char. Функцию action() можно вызвать, передав ей указатель или адрес соответствующей функции-члена класса Screen:

Screen myScreen;

// эквивалентные вызовы:

action(myScreen);      // использует аргумент по умолчанию

action(myScreen, get); // использует предварительно определенную

                       // переменную get

action(myScreen, &Screen::get); // передает адрес явно

Псевдонимы типа облегчают чтение и написание кода, использующего указатели.

Таблицы указателей на функцию-член

Как правило, перед использованием указатели на функции и указатели на функции-члены хранят в таблице функций (см. раздел 14.8.3). Когда у класса есть несколько членов того же типа, такая таблица применяется для выбора одного из набора этих членов. Предположим, что класс Screen дополнен несколькими функциями-членами, каждая из которых перемещает курсор в определенном направлении:

class Screen {

public:

 // другие члены интерфейса и реализации, как прежде

 Screen& home(); // функции перемещения курсора

 Screen& forward();

 Screen& back();

 Screen& up();

 Screen& down();

};

Каждая из этих новых функций не получает никаких параметров и возвращает ссылку на вызвавший ее объект класса Screen.

Можно определить функцию move(), способную вызвать любую из этих функций и выполнить указанное действие. Для поддержки этой новой функции в класс Screen добавлен статический член, являющийся массивом указателей на функции перемещения курсора:

class Screen {

public:

 // другие члены интерфейса и реализации, как прежде

 // Action - указатель, который может быть присвоен любой из

 // функций-членов перемещения курсора

 using Action = Screen&(Screen::*)();

 // задать направление перемещения;

 // перечисления описаны в разделе 19.3

 enum Directions { HOME, FORWARD, BACK, UP, DOWN };

 Screen& move(Directions);

private:

 static Action Menu[]; // таблица функций

};

Массив Menu содержит указатели на каждую из функций перемещения курсора. Эти функции будут храниться со смещениями, соответствующими перечислителям перечисления Directions. Функция move() получает перечислитель и вызывает соответствующую функцию:

Screen& Screen::move(Directions cm) {

 // запустить элемент по индексу cm для объекта this

 return (this->*Menu[cm])(); // Menu[cm] указывает на функцию-член

}

Вызов move() обрабатывается следующим образом: выбирается элемент массива Menu по индексу cm. Этот элемент является указателем на функцию-член класса Screen. Происходит вызов функции-члена, на которую указывает этот элемент от имени объекта, на который указывает указатель this.

Когда происходит вызов функции move(), ему передается перечислитель, указывающий направление перемещения курсора:

Screen myScreen;

myScreen.move(Screen::HOME); // вызывает myScreen.home

myScreen.move(Screen::DOWN); // вызывает myScreen.down

Остается только определить и инициализировать саму таблицу:

Screen::Action Screen::Menu[] = { &Screen::home,

                                  &Screen::forward,

                                  &Screen::back,

                                  &Screen::up,

                                  &Screen::down,

};

Упражнения раздела 19.4.2

Упражнение 19.14. Корректен ли следующий код? Если да, то что он делает? Если нет, то почему?

auto pmf = &Screen::get_cursor; pmf = &Screen::get;

Упражнение 19.15. В чем разница между обычным указателем на функцию и указателем на функцию-член?

Упражнение 19.16. Напишите псевдоним типа, являющийся синонимом для указателя, способного указать на переменную-член avgprice класса Sales_data.

Упражнение 19.17. Определите псевдоним типа для каждого отдельного типа функции-члена класса Screen.