问不允许成员函数的非指针类型定义？

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对于非成员函数，像typedef void(Function)()这样的类型有多种用途，但对于成员函数，唯一的应用是声明一个保存函数指针的变量。因此，除了风格偏好之外，没有严格的需要允许这种语法，标准中也省略了它。

背景

::是一个作用域解析操作符，如果static是类类型，则语法X::Y保留用于X成员访问。因此，X::*Z是另一种用来定义成员指针的语法。

暂时忘掉成员函数，只需考虑一下成员数据，然后看看下面的代码：

struct X
{
   int a;
};

int X::*pa = &X::a; //pointer-to-member
X x = {100}; //a = 100
cout << (x.*pa) << endl;

它定义了一个指向成员数据的指针，cout使用它来打印object x的a的值，并打印：

100

演示：http://www.ideone.com/De2H1

现在想一想，如果允许X::pa (而不是X::*pa)这样做，那么上面的代码是这样写的：

int X::pa = X::a; //not &X::a

看到这种语法，您如何判断X::a是static成员还是非静态成员？这就是为什么标准提出了指向成员的指针语法，并将其统一应用于非静态成员数据和非静态成员函数。

事实上，你不能写X::a，你必须写&X::a。语法X::a会导致编译错误(参见this)。

现在将这个成员数据的参数扩展到成员函数。假设你有一个定义为：

typedef void fun();

那么你认为下面的代码是做什么的呢？

struct X
{
   fun a;
};

它定义了fun类型的成员a (这是一个不带参数的函数，返回空值)，等同于：

struct X
{
   void a();
};

惊讶吗？继续往下读。

struct X
{
   fun a; //equivalent to this: void a();
};

void X::a() //yes, you can do this!
{
     cout << "haha" << endl;
}

我们可以使用完全相同的语法来引用a，它现在是一个成员函数：

X x;
x.a(); //normal function call

void (X::*pa)() = &X::a; //pointer-to-member
(x.*pa)(); //using pointer-to-member

相似之处在于右侧的联轴器：&X::a。无论a引用成员函数还是成员数据，语法都是相同的。

演示：http://www.ideone.com/Y80Mf

结论：

因为我们知道，无论a是成员数据还是成员函数，我们都不能在RHS上编写X::a。唯一允许的语法是&X::f，这使得目标类型(在LHS上)也必须是指针，这反过来使得语法void (X::*pa)()是绝对必要的和基本的，因为它适合语言中的其他语法。

准确地说，在非成员指针的情况下，两个类型定义函数是不同的：

typedef void function();
typedef void (*fptr)();

第一个将function定义为不带参数并返回void的函数，而第二个将ftpr定义为指向不带参数且返回void的函数的指针。可能会出现混淆，因为在许多上下文中，函数类型将被隐式转换为指针类型。但不是全部：

function f;            // declares void f();
struct test {
   function f;         // declares void test::f()
};
void g( function f );  // declares g( void (*f)() ): function decays to pointer to function in declaration
g( f );                // calls g( &f ): function decays to pointer to function
void f() {}            // definition of f
// function h = f;     // error: cannot assign functions
function *h = f;       // f decays to &f

让我们暂时跳过“函数”部分。在C++中，我们有int、int*和int Foo::*类型。这是一个常规整数，指向整数的指针，以及指向整数成员的指针。没有第四种类型“整数成员”。

同样的道理也适用于函数:没有类型“成员函数”，即使有函数类型、函数指针类型和成员函数指针类型。