一、普通函數指針

定義與 typedef

格式：返回類型 (*指針名)(參數列表)。用 typedef 簡化：

typedef void (*pFunc)(int); // 定義類型別名 pFunc

void PrintInt(int i) { cout << i << endl; }

int main() {
    pFunc func = PrintInt; // 或 &PrintInt
    func(1); // 調用
    return 0;
}

二、成員函數指針

靜態成員函數指針

與普通函數指針相同，無 this 指針：

class Base {
public:
    static void Print(int num) { cout << num << endl; }
};
typedef void (*pFunc)(int);
pFunc func = &Base::Print; // 直接賦值
func(1);

非靜態成員函數指針

語法：返回類型 (類名::*指針名)(參數列表)。調用需對象實例：

class Base {
public:
    void Print(int num) { cout << num << endl; }
};
typedef void (Base::*pFunc)(int); // 類作用域

int main() {
    Base base;
    pFunc func = &Base::Print; // 必須用 &Base::Print
    (base.*func)(1); // 對象.指針 調用
    // 或指針對象
    Base* ptr = &base;
    (ptr->*func)(1);
    return 0;
}

關鍵規則：

• 賦值必須用 &Class::func，不可省略 &
• 不可用對象賦值（&base.Print 錯誤）
• 調用語法：(obj.*func)(args) 或 (ptr->*func)(args)

多態性與虛函數

基類虛函數指針可指向派生類覆寫函數：

class Base { public: virtual void Print(int n) { cout << "Base: " << n << endl; } };
class Child : public Base { public: void Print(int n) override { cout << "Child: " << n << endl; } };

int main() {
    typedef void (Base::*pFunc)(int);
    pFunc func = &Base::Print;
    Base base; Child child;
    (base.*func)(1);  // Base: 1
    (child.*func)(1); // Child: 1（多態生效）
    cout << sizeof(pFunc) << endl; // 通常 4/8 字節（單繼承）
    return 0;
}

原理：成員函數指針隱含 this 參數，實際簽名等價於 void (*)(Base*, int)。派生類對象可隱式轉換為基類指針，虛函數表機制保證多態。

三、函數指針作用：參數傳遞與回調

作為函數參數

typedef int (*pcall)(int, int);
int Add(int a, int b) { return a + b; }
int Sub(int a, int b) { return a - b; }

void Func(pcall p, int x, int y) {
    cout << "result: " << p(x, y) << endl;
}
int main() {
    Func(Add, 1, 2); // 3
    Func(Sub, 3, 2); // 1
}

回調機制詳解

比喻： 普通調用 = 親自去買東西；回調 = 預定蛋糕留電話，做好通知取貨。

流程： 1) 註冊回調函數 2) 條件滿足時調用 3) 回調執行

無回調：輪詢等待（阻塞/忙等）

class Baker {
    int time = 0; const int MAX = 10;
    bool MakeCake() { return ++time == MAX; }
};
int main() {
    Baker b;
    while (!b.MakeCake()) { cout << "not ready\n"; Sleep(1000); }
    cout << "ready! get it!\n";
}

缺點：調用線程被佔用，無法做其他事。

有回調：異步通知

typedef void (*CallbackFunc)();
class Baker {
    int time = 0; const int MAX = 10;
    CallbackFunc cb;
public:
    void Register(CallbackFunc f) { cb = f; cout << "registered\n"; }
    void MakeCake() {
        while (time < MAX) { time++; Sleep(1000); }
        cout << "cake ready!\n";
        if (cb) cb(); // 通知
    }
};
void OnReady() { cout << "I'll get it!\n"; }
int main() {
    Baker b;
    b.Register(OnReady);
    b.MakeCake(); // 同步演示，實際可放入線程
    return 0;
}

優點：註冊後主線程自由，完成時自動通知。C# 用委托簡化此模式，C++ 需手動實現。

四、函數指針 vs 指針函數

• 函數指針：指向函數的指針，本質是指針。int (*pFunc)();
• 指針函數：返回指針的函數，本質是函數。int* PointerFunc();
• 區別：* 與名字在一起 = 函數指針；* 與返回類型在一起 = 指針函數
• 可組合：int* (*pFUN)(); 指針函數的函數指針