函数指针如何键入不安全

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,它是如何键入不安全的？

例如,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);

该代码仅编译为:

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

任何想法我怎么能在这里误用函数指针？

是因为这个:

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

答: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委托也是强类型的,对我来说它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,而是因为在函数指针void*的SortElements签名和签名中都使用了它.

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指向一个连续的内存区域,该区域中的iNumofElems每个区域都包含size接口中提供的内容.如果程序员犯了错误,编译器将不能够帮助那里,如果维护者修改存储在阵列(尺寸变化)的类型或元素的个数,编译器将无法检测到它,并告诉你,你需要更新呼叫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.

与其他替代方案相比:

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

这里编译器将根据调用推断元素的类型T和数组的大小N.T正如编译器所知,没有必要传递大小.传递给此版本的比较器函数SortElements是强类型的:它对存储在数组中的元素的类型进行两次常量引用,并返回一个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.现在该程序是类型安全的,即使它使用函数指针(可能会影响性能,因为它们禁止内联,这就是为什么std::sort通常比它更快qsort)

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

函数指针实际上是类型检查的并且是类型安全的.