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c++ - 函数指针类型如何不安全

coder 2023-11-13 原文

首先，类型安全意味着如果操作不当，编译器可以立即捕获任何内容。

现在，我听说函数指针不是类型安全的，但是每当我试图错误地使用它们时，编译器都会为我报告错误。那么，它是如何类型不安全的？

例如，这是一个接受函数指针的函数原型(prototype)

void SortElements(void* MyArray, unsigned int iNumofElems,size_t size, int(*compare_funct)(void* First,void* SecondElem))

我已经定义了几个传递给它的函数:

int MySortAsc(void* First, void* Second);
void MyFunct2();
void MyFunct3(void* First);

代码只编译:

SortElements(MyArray, 10, sizeof(DataType), &MySortAsc); //Compiles
SortElements(MyArray, 10, sizeof(DataType), &MyFunct2);  //Fails

知道我怎么会在这里误用函数指针吗？

是不是因为这个:

void (*functionPointer)();
...
int integer = 0xFFFFFFFF;     
functionPointer = (void(*)())integer;      
functionPointer();

回答: 我看到的是 C++ 中的函数指针是类型安全的。当然，它们可以通过不正确地强制转换以不安全的方式使用，但这并不能使它们成为被称为类型不安全的理由。 .NET 委托(delegate)也是强类型的，在我看来两者都是类型安全的。

最佳答案

So, how is it type unsafe ?

void SortElements(void* MyArray,              // what type is pointed here?
                  unsigned int N,             // Are there really N elements?
                  size_t size,                // Is the size correct?
                  int(*cmp)(void*,void*));    // Is this the correct function?

您提供的代码是类型不安全的，不是因为函数指针，而是因为在 SortElements 签名和签名中都使用了 void*函数指针。

之所以不安全，是因为调用者全权负责传递正确的参数，而编译器无法确保指针 MyArray 指向包含 的连续内存区域iNumofElems，其中每一个都具有界面中提供的大小。如果程序员犯了错误，编译器将无法提供帮助，如果维护者修改了存储在数组中的类型(大小更改)或元素数量，编译器将无法检测到并告诉您您需要更新对 SortElements 的调用。最后，因为传递的函数指针也使用了 void*，比较苹果和梨的比较器的签名是完全一样的，如果你传递了错误的函数指针，编译器也无能为力。

struct Apple {
   int weight;
};
struct Pear {
   double weight;
};
int compare_pears( void * pear1, void * pear2 ) {
   return static_cast<Pear*>(pear1)->weight - static_cast<Pear*>(pear2)->weight;
}
int main() {
   Apple apples[10];
   SortElements( apples, 20, sizeof(Pear), compare_pears );
}

虽然编译器能够验证函数指针的签名是否与函数所需的签名匹配，但函数指针本身是不安全的，并且允许您为基本上任何东西传递一个比较器。

将其与其他替代方案进行比较:

template <typename T, std::size_t N>
void SortElements( T (&array)[N], int (*cmp)( T const &, T const & ) );

在这里，编译器将从调用中推断出元素 T 的类型和数组 N 的大小。编译器知道，不需要传递 T 的大小。传递给此版本的 SortElements 的比较器函数是强类型的:它采用两个对存储在数组中的元素类型的常量引用，并返回一个 int。如果我们在之前的程序中尝试过:

int compare_pears( Pear const & lhs, Pear const & rhs );
int compare_apples( Apple const & l, Apple const & r );
Apple array[10];
//SortElements( array, compare_pears );   // Error!!!!
SortElements( array, compare_apples );    // Good!

你不能弄错数组的大小或元素的大小，如果有人改变类型Apple，编译器会拾取它，如果数组的大小改变，编译器会捡起来。您不能弄错传递给函数的比较器，因为编译器也会选择它。现在程序是类型安全的，即使它使用函数指针(这可能会对性能产生影响，因为它们禁止内联，这就是为什么 std::sort 通常比 qsort)

关于c++ - 函数指针类型如何不安全，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/10237847/

何不ampcodevoidSortElementsc++

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