함수 포인터(Function Pointer)

포인터(Pointer) 앞에 함수(Function)가 붙은 함수 포인터는 함수를 가리키는 포인터입니다. 함수에도 주소가 존재함을 알 수 있죠. 함수명은 함수의 시작 주소를 의미하고, 이 함수 포인터를 선언할 때에는 함수 시그니처(Signature)와 같도록 선언해야 합니다. 즉, 원형과 같도록 선언해야 한다는 말입니다.

만약 아래의 원형을 갖는 함수를 가리키는 포인터를 선언하려면 어떻게 해야 할까요?

int sum(int a, int b);

반환형은 int이며, 매개변수는 int, int임을 알 수 있습니다. 함수 포인터는 아래와 같이 선언할 수 있습니다.

int (*pf)(int, int) = sum;

위와 같이 선언을 하고 초기화를 한 후로부터, 함수 포인터 pf는 함수 sum의 시작 주소를 가리킵니다. 이제부터 함수 포인터 pf를 가지고 함수 sum에 전달하는 것과 동일하게 전달할 수 있습니다.

#include <iostream>
using namespace std;

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

int main()
{
    int (*pf)(int, int) = sum;

    cout << "pf(int, int): " << pf(4, 5) << endl;
    cout << "sum(int, int): " << sum(4, 5) << endl;
    cout << "pf address: " << pf << endl;
    cout << "sum address: " << sum << endl;

    return 0;
}

결과:
위 예제의 결과를 보시면 pf(4, 5)나 sum(4, 5) 둘 다 같은 값을 반환하고, 주소 또한 같다는 것을 확인하실 수 있습니다. 추가로, 만약 함수 sum의 반환형이 void라면 아래와 같이 원형을 가지겠죠?

void sum(int, int b);

이는 반환형이 void고 매개변수의 타입이 int, int임을 알 수 있습니다. 그렇다면, 함수 포인터는 아래와 같이 선언할 수 있습니다.

void (*pf)(int, int) = sum;

의외로 간단하죠? 정적 함수 포인터는 여기까지 설명하도록 하고, 이번에는 멤버 함수 포인터에 대해 알아보도록 하겠습니다.

멤버 함수 포인터(Member Function Pointer)

여기서 멤버 함수(Member Function)는 클래스 내부에 있는 함수로써, 클래스가 멤버로 가지고 있는 함수를 의미합니다. 그렇다면 멤버 함수 포인터(Member Function Pointer)는 멤버 함수를 가리키는 포인터를 의미한다는 것을 알 수 있습니다. 멤버 함수 포인터를 선언하는 방법은 정적 함수 포인터를 선언하는 방법과 조금 다릅니다.

만약 Rectangle 클래스에서 area 함수의 원형이 아래와 같다고 해봅시다.

int Rectangle::area(int width, int height);

위 area 함수의 반환형은 int이며, 매개변수의 타입은 int, int입니다. 그리고 area 함수는 Rantangle 클래스의 멤버 함수입니다. 이는 아래와 같이 함수 포인터를 선언할 수 있습니다.

int (Rectangle::*pf)(int, int) = &Rectangle::area;

확실한 이해를 위해 예제를 보겠습니다.

#include <iostream>
using namespace std;

class Rectangle
{
    int width, height;
public:
    explicit Rectangle(int w = 0, int h = 0) : width(w), height(h) {}
    int area()
    {
        return width * height;
    }
};

int main()
{
    Rectangle rc(10, 5);
    int (Rectangle::*pf)(void) = &Rectangle::area;

    cout << "rc.area(): " << rc.area() << endl;
    cout << "(rc.*pf)(): " << (rc.*pf)() << endl;

    return 0;
}

결과:

위 예제에서는 함수 포인터 pf가 Rectangle 클래스에서 area 멤버 함수의 시작 주소를 가리키도록 하고, rc.area()와 (rc.*pf)()의 반환값을 출력합니다. 결과를 보시면, 두 결과값이 동일하다는 것을 알 수 있습니다. (rc.*pf)()처럼 객체를 통해 멤버 함수를 호출할 때에는 .* 연산자를 사용합니다. (연산자 우선순위 때문에 괄호를 제거하여 rc.*pf*()와 같이 호출하려고 한다면 오류가 발생합니다. 반드시 괄호를 포함하도록 합시다.) 예를 들어, Lion 클래스의 cry 함수 원형이 아래와 같다고 가정해봅시다.

void Lion::cry();

이는 반환형이 void이고, 매개변수의 타입도 void입니다. 그리고, cry 함수는 Lion 클래스의 멤버 함수입니다. 이는 아래와 같이 함수 포인터를 선언할 수 있습니다.

void (Lion::*pf)() = &Lion::cry;