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C# vs C++之委托 vs 函数指针

  【IT168 技术文档】

  委托与函数指针辨析

  我们常见到C#技术文献用“类似C/C++函数指针的东西”介绍委托。这样好像是有道理的,因为二者的确有深层次的相通之处。委托和函数指针都描述了方法/函数的签名,并通过统一的接口调用不同的实现。但二者又有明显的区别,简单说来,委托对象是真正的对象,而函数指针变量只是函数的入口地址。对于高层应用来讲,委托的灵活性和适用范围更胜函数指针;但对于底层应用,函数指针则是不可替代的。下面分别是委托类型和函数指针类型定义的例子:

  delegate int Fn(int a, int b) //C#委托

  typedef int (*Fn)(int a, int b) //C++函数指针

  从形式上看,二者的参数列表和返回值都是相同的,只是一个采用关键字delegate,一个采用指针符号*。似乎“相似”的说法更有把握了,但如果马上给二者划等号就操之过急了。我们先实际验证一下,看看到底有什么不同:

  //C#

  
delegate int Fn(int a, int b) ;

  
class Adder{

  
private int c = 0;

  
public int Add(int a, int b){

  
return a + b + c;

  }

  
public Adder(int c){ this.c = c; }

  }

  
class Multiplier{

  
private int c = 0;

  
public int Multiple(int a, int b){

  
return a * b * c;

  }

  
public Multiplier(int c){ this.c = c; }

  }

  Adder adder
= new Adder(1);

  Multiplier multiplier
= new Multiplier(2);

  Fn fn
= adder.Add;

  fn(
1, 2); //结果为4

  fn
= multiplier.Multiple;

  fn(
2, 3); //结果为12

 

  从上面的代码说明了两个问题:

  1.委托对象可以指向不同类的方法,只要符合委托签名;

  2.委托对象是有状态的(保存在指向的对象中),委托的行为不仅受到输入参数的影响,还受到目标对象状态的影响。

  //C++

  typedef
int(*Fn)(int a, int b);

  
int Add(int a, int b) {

  
return a + b;

  };

  
int Multiple(int a, int b) {

  
return a * b;

  };

  
class Adder {

  
public:

  Adder(
int c) {

  
this->c = c;

  }

  
int Add(int a, int b) {

  
return a + b + c;

  }

  
private:

  
int c;

  };

  typedef
int(Adder::* Fm)(int a, int b);

  
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

  {

  Fn fn
= Add;

  std::cout
<< fn(1, 2) << std::endl;

  fn
= Multiple;

  std::cout
<< fn(1, 2) << std::endl;

  Adder adder(
1);

  Fm f
= &Adder::Add;

  std::cout
<< (adder.*f)(1, 2) << std::endl;

  
return 0;

  }

 

  C#中的委托是一种支持()操作符的特殊对象。这和C/C++的函数指针是有本质区别的,因为C/C++的函数指针变量并不具有对象性质,它只是单纯的函数入口地址。上面的Fn只能指向Add和Multiple两个普通函数,无法指向Adder类的Add方法。因为Adder类的Add方法的签名并非int(*)(int a, int b),编译器会自动加上一个隐式的this指针参数,所以它的签名是类似int(*)(Adder *const this, int a, int b) 的。如果需要指向成员函数的指针,需要用typedef int(Adder::* Fm)(int a, int b)这样的形式加上类型限定符。 所以,C++的函数指针不能像C#委托一样指向不同类的方法;不具有对象的状态性质;在使用上函数指针也不如委托灵活。所以,当听到“委托就是类似C/C++函数指针”的说法的时候应该既理解其相似之处,又明了其差别。

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