Pointeurs de fonctions C++ et sécurité des types : une exploration plus approfondie de l'équilibre

Les pointeurs de fonction permettent de stocker des adresses de fonction en C++, mais manquent de sécurité de type. Pour améliorer la sécurité, C++11 introduit des rappels typés, permettant de spécifier la signature d'un pointeur de fonction. De plus, les conversions de pointeurs de fonction de type non sécurisé peuvent conduire à un comportement indéfini. Les programmeurs peuvent équilibrer commodité et sécurité en utilisant des rappels de type sécurisé et des conversions minutieuses des pointeurs de fonction.

Pointeurs de fonction C++ et sécurité des types : une exploration approfondie de l'équilibre délicat entre les deux

Introduction

En C++, les pointeurs de fonction sont un moyen concis et efficace de stocker l'adresse d'une fonction dans une variable et appelez-le fonction. Cependant, les pointeurs de fonction introduisent des risques pour la sécurité des types car ils permettent d’utiliser les pointeurs de fonction de manière incorrecte pour des types non intentionnels. Cet article examinera l'équilibre entre les pointeurs de fonction et la sécurité des types et fournira des exemples pratiques pour illustrer ce concept.

Pointeur de fonction

C++ Un pointeur de fonction est un pointeur vers une adresse de fonction. Ils sont déclarés avec le type T*, où T est la signature de la fonction. Par exemple, un pointeur vers une fonction qui accepte les paramètres int et renvoie une valeur int est déclaré comme int (*)(int). T* 声明，其中 T 是函数的签名。例如，指向接受 int 参数并返回 int 值函数的指针声明为 int (*)(int)。

int add(int a, int b) { return a + b; }
int (*fp)(int, int) = &add;  // 函数指针指向 add 函数

类型安全隐患

函数指针缺乏类型安全，因为它们允许在不同类型之间进行转换。例如，我们可以将 int (*)(int, int) 类型指针强制转换为 double (*)(double, double) 类型，即使这可能会导致未定义的行为。

double (*dp)(double, double) = (double (*)(double, double))fp;
double result = dp(1.5, 2.3);  // 可能导致未定义行为

类型安全的增强

为了增强函数指针的类型安全，C++11 引入了类型化回调，它允许程序员指定函数指针的签名。类型化回调采用 auto 关键字声明，并使用 ->

auto fp = [](int a, int b) -> int { return a + b; };  // 类型化回调
// ...调用 fp ...

struct Rectangle {
    int width, height;
    int area() { return width * height; }
};

void printArea(auto fn) {
    std::cout << "Area: " << fn() << std::endl;
}

int main() {
    Rectangle rect{5, 3};

    auto rectArea = [](Rectangle& r) -> int { return r.area(); };  // 类型安全回调

    printArea(rectArea);  // 输出: Area: 15
}

Copier après la connexion

int sum(int a, int b) { return a + b; }
double subtract(double a, double b) { return a - b; }

int (*fp)(int, int) = ∑  
fp(1, 2);  // 正确执行

double (*dp)(int, int) = (double (*)(int, int))fp;  // 类型不安全的转换
dp(1, 2);  // 导致未定义行为

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