Question

首先，类型安全意味着如果做错了，编译器可以立即捕获的任何内容。

现在，我听说函数指针不是类型安全的，但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，它是如何键入不安全的？

E.g这是一个函数原型，它接受一个函数指针

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

我已经定义了几个函数来传递给它：

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

代码仅编译为：

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

任何想法如何在这里误用函数指针？

是不是因为这个：

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

答案：我要看到的是C ++中的函数指针是类型安全的。当然，它们可以通过非常不安全的方式使用它们，但这并不能使它们成为被称为类型不安全的理由。 .NET代理也是强类型的，对我而言，它们看起来都是类型安全的。

Answer 1

那么，它是如何键入不安全的？

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void*签名和函数指针的签名都使用SortElements。

这是不安全的原因是因为调用者完全负责传递正确的参数，并且编译器无法确保指针MyArray指向每个包含iNumofElems的连续内存区域其中有size在界面中提供。如果程序员犯了错误，编译器将无法在那里提供帮助，如果维护者修改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它并告诉您您需要将呼叫更新为SortElements。最后，因为传递的函数指针也使用void*，比较苹果和梨的比较器的签名完全相同，如果传递不正确的函数指针，编译器也无法帮助。

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 & ) );

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。没有必要传递T的大小，因为编译器知道它。传递给此版本SortElements的比较器函数是强类型的：它对数组中存储的元素类型进行两次常量引用，并返回int。如果我们在之前的程序中尝试过这个：

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!

你不能误认为数组的大小或元素的大小，如果有人改变了类型Apple，编译器就会把它拿起来，如果数组的大小发生变化，编译器就会把它拿起来。你不能误认为传递给函数的比较器，因为编译器也会把它拿起来。现在程序是类型安全的，即使它使用函数指针（这可能会影响性能，因为它们会抑制内联，这就是std::sort通常比qsort更快的原因）

Answer 2

函数指针是类型安全的。然而，许多环境迫使程序员重新制作它们。不正确的铸造可能会导致严重问题。

Answer 3

事实上，函数指针已经过类型检查并且类型安全。

Answer 4

强烈建议不要在nesC（TinyOs中使用的C方言）中使用函数指针，因为它们会妨碍优化。静态代码分析（或者说缺乏适用性）比类型安全更受关注，但我不确定这些问题是否会被混淆。

另一个问题可能是使用函数指针作为事件处理程序。使用通用事件调度程序时，您可能希望从正确的类型中抽象出来，这意味着您可以将函数指针存储为void*只是为了模块化。这将是函数指针的类型不安全使用的一个突出示例，而不是类型安全的动态绑定用法。

函数指针如何键入不安全

4 个答案: