为什么函数指针定义适用于任意数量的'&'还是星号'*'?

为什么要做以下工作?

void foo() {
cout << "Foo to you too!\n";
};


int main() {
void (*p1_foo)() = foo;
void (*p2_foo)() = *foo;
void (*p3_foo)() = &foo;
void (*p4_foo)() = *&foo;
void (*p5_foo)() = &*foo;
void (*p6_foo)() = **foo;
void (*p7_foo)() = **********************foo;


(*p1_foo)();
(*p2_foo)();
(*p3_foo)();
(*p4_foo)();
(*p5_foo)();
(*p6_foo)();
(*p7_foo)();
}
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最佳答案

这里有几个部分允许所有这些运算符的组合以相同的方式工作。

所有这些工作的根本原因是函数(如foo)可以隐式转换为指向该函数的指针。这就是void (*p1_foo)() = foo;工作的原因:foo被隐式转换为指向自身的指针，并且该指针被赋值给p1_foo。

一元&，当应用于函数时，产生一个指向函数的指针，就像它应用于对象时产生对象的地址一样。对于指向普通函数的指针，由于隐式函数到函数指针的转换，它总是冗余的。在任何情况下，这就是void (*p3_foo)() = &foo;工作的原因。

一元*，当应用于函数指针时，产生指向函数，就像它应用于指向对象的普通指针时产生指向对象一样。

这些规则可以组合在一起。考虑倒数第二个例子，**foo:

  • 首先，foo被隐式转换为指向自身的指针，第一个*被应用于该函数指针，再次产生函数foo。
  • 然后，结果再次隐式转换为指向自身的指针，并应用第二个*，再次产生函数foo。
  • 然后它再次隐式转换为函数指针并赋值给变量。

你可以添加任意多的__abc，结果总是一样的。__abc越多，越快乐。

我们也可以考虑你的第五个例子，&*foo:

  • 首先，foo被隐式转换为指向自身的指针;应用一元*，再次产生foo。
  • 然后，&被应用于foo，产生指向foo的指针，该指针被赋值给变量。

&只能应用于函数，而不能应用于已转换为函数指针的函数(当然，除非函数指针是变量，在这种情况下，结果是指向函数的指针;例如，你可以在列表中添加void (**pp_foo)() = &p7_foo;)。

这就是为什么&&foo不起作用:&foo不是一个函数;它是一个右值函数指针。然而，&*&*&*&*&*&*foo可以工作，就像&******&foo一样，因为在这两个表达式中，&总是应用于函数而不是右值函数指针。

还要注意，你不需要使用一元*来通过函数指针进行调用;(*p1_foo)();和(p1_foo)();都有相同的结果，同样是因为函数到函数指针的转换。

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我认为记住C语言只是底层机器的一个抽象也是有帮助的，而这正是这个抽象泄漏的地方之一。

从计算机的角度来看，函数只是一个内存地址，如果执行它，就执行其他指令。因此，C语言中的函数本身被建模为一个地址，这可能会导致函数与它所指向的地址“相同”的设计。

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&和*是对C语言中声明为函数的符号的幂等运算，这意味着func == *func == &func == *&func和*func == **func，但它们有不同的类型，所以你会得到一个警告。

传递给函数的函数地址的参数类型可以是int ()或int (*)()，也可以传递为*func、func或&func。调用(&func)()与func()或(*func)()相同。Godbolt链接。

*和&在函数符号上没有任何意义，在这两种情况下，编译器都选择将其解释为func的地址，而不是产生错误。该函数不像数组符号那样作为一个单独的指针存在，因此&arr与arr相同，因为它不是一个在运行时具有地址的物理指针，它是一个编译器级别的逻辑指针。此外，*func将读取函数代码的第一个字节，这是一个代码部分，而不是产生编译器错误或允许它成为一个运行时错误分割错误，它只是被编译器解释为函数的地址。

然而，声明为函数指针的符号上的&将获得指针的地址(因为它现在是一个实际的指针变量，显示在堆栈或数据部分)，而funcp和*funcp仍将被解释为函数的地址。

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如果你仍然不太相信@JamesMcNellis的答案，这里有一个证明。这是Clang编译器的AST(抽象语法树)。抽象语法树是编译器内部程序结构的内部表示形式。

void func1() {};
void test() {
func1();
(*func1)();
(&func1)();


void(*func1ptr)(void) = func1;
func1ptr();
(*func1ptr)();
//(&func1ptr)();//error since func1ptr is a variable, &func1ptr is its address which is not callable.
}

AST:

//func1();
|-CallExpr //call the pointer
| `-ImplicitCastExpr //implicitly convert func1 to pointer
|   `-DeclRefExpr //reference func1


//(*func1)();
|-CallExpr //call the pointer
| `-ImplicitCastExpr //implicitly convert the funtion to pointer
|   `-ParenExpr //parentheses
|     `-UnaryOperator //* operator get function from the pointer
|       `-ImplicitCastExpr //implicitly convert func1 to pointer
|         `-DeclRefExpr //reference func1


//(&func1)();
|-CallExpr //call the pointer
| `-ParenExpr //parentheses
|   `-UnaryOperator //& get pointer from func1
|     `-DeclRefExpr //reference func1


//void(*func1ptr)(void) = func1;
|-DeclStmt //define variable func1ptr
| `-VarDecl //define variable func1ptr
|   `-ImplicitCastExpr //implicitly convert func1 to pointer
|     `-DeclRefExpr  //reference func1


//func1ptr();
|-CallExpr  //call the pointer
| `-ImplicitCastExpr //implicitly convert func1ptr to pointer
|   `-DeclRefExpr //reference the variable func1ptr


//(*func1ptr)();
`-CallExpr //call the pointer
`-ImplicitCastExpr //implicitly convert the function to pointer
`-ParenExpr //parentheses
`-UnaryOperator //* get the function from the pointer
`-ImplicitCastExpr //implicitly convert func1ptr to pointer
`-DeclRefExpr //reference the variable func1ptr
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当从指针调用foo时，甚至括号和星号都可以省略，就像直接用原名称调用函数一样，即(*p1_foo)()等价于p1_foo()。


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