C++面試題：函數類型和函數指針類型的區別
函數類型與函數指針類型 是兩種看似相似但本質完全不同的概念。它們的區別不僅體現在語法形式上，更關系到程序的內存模型、類型系統的底層邏輯等方面。
一、定義
1. 函數類型（Function Type）
定義：描述函數的構成，包括 返回值類型 和 參數列表。
示例：void(int, int) 表示一個接受兩個 int 參數且無返回值的函數類型。
本質：
- 函數類型是一種抽象類型，僅表示函數的調用約定（如參數和返回值）。
- 不是對象類型，無法直接實例化變量或分配內存（如 void(int, int) func; 是非法的）。
- 可通過別名（using/typedef）或引用間接操作。
2. 函數指針類型（Function Pointer Type）
定義：指向函數地址的指針類型，存儲函數的入口地址。
示例：void(*)(int, int) 是指向 void(int, int) 函數的指針類型。
本質：
- 是對象類型，占用內存空間（通常與普通指針大小相同，如 4/8 字節）。
- 可直接聲明變量、賦值，并通過指針間接調用函數。
二、語法區別與聲明方式
1. 類型別名定義
使用 using（C++11）：
// 函數類型別名
using FuncType = void(int, int);
// 函數指針類型別名
using FuncPtrType = void(*)(int, int);使用 typedef（兼容 C）：
// 函數類型別名
typedef void FuncTypeLegacy(int, int); // 正確，C風格函數類型
// 函數指針類型別名
typedef void(*FuncPtrTypeLegacy)(int, int); // 正確，C風格函數指針類型2. 變量聲明與初始化
函數類型 不能直接聲明變量，必須通過指針或引用操作：
FuncType* ptr = &myFunction; // 正確，聲明函數指針變量
FuncType& ref = myFunction; // 正確，聲明函數引用
// FuncType func; // 錯誤！函數類型無法實例化函數指針可直接聲明變量并賦值：
FuncPtrType ptr = myFunction; // 正確，隱式轉換為指針
FuncPtrType ptr2 = &myFunction; // 正確，顯式取地址三、使用規則
1. 隱式轉換規則
函數名到指針的隱式轉換：函數名（如 myFunction）在大多數上下文中會自動退化為函數指針（如賦值、傳參）。
void myFunction(int, int);
FuncPtrType ptr = myFunction; // 隱式轉換，等價于 ptr = &myFunction保留函數類型的場景：使用 decltype(函數名) 或 sizeof(函數名) 時，函數名不會退化為指針，保留原始函數類型：
decltype(myFunction) func; // 錯誤！decltype(myFunction) 是函數類型，無法實例化
decltype(&myFunction) ptr; // 正確，decltype(&myFunction) 是函數指針類型2. 賦值與調用的限制
函數類型別名：
using FuncType = void(int, int);
FuncType* ptr = myFunction; // 必須通過指針或引用操作
ptr(1, 2); // 通過指針調用函數函數指針類型別名：
using FuncPtrType = void(*)(int, int);
FuncPtrType ptr = myFunction; // 直接存儲地址
ptr(3, 4); // 直接調用四、使用場景對比
1. 作為函數參數
函數指針類型可直接作為參數傳遞：
void processData(int a, int b, FuncPtrType callback) {
callback(a, b); // 直接調用
}
processData(2, 3, add); // 隱式轉換函數類型需顯式聲明指針或引用：
void processData(FuncType* callback, int a, int b) {
(*callback)(a, b); // 通過指針調用
}
processData(&add, 2, 3); // 顯式取地址2. 模板與類型推導
函數指針類型可直接用于模板參數：
template <typename T, typename Compare>
void sort(T* arr, int size, Compare comp) {
// 使用 comp 作為比較函數
}
sort(data, 100, MyCompare); // MyCompare 隱式轉換為指針函數類型需轉換為指針或引用：
template <typename T>
using Callback = void(*)(T); // 模板別名必須為指針類型
Callback<int> cb = [](int x) { }; // ambda 需兼容函數指針五、常見的錯誤
1. 錯誤聲明函數類型變量
#include <iostream>
using namespace std;
bool MyComp(int val1, int val2) { return val1 > val2; }
int main() {
decltype(MyComp) fun2; // 錯誤！decltype(MyComp) 是函數類型
fun2 = MyComp; // 無法賦值
}錯誤原因：decltype(MyComp) 推導為函數類型 bool(int, int)，無法實例化對象。
修復方法：使用 decltype(&MyComp) 或顯式聲明指針類型：
decltype(&MyComp) fun2; // 推導為函數指針類型
using FuncPtr = bool(*)(int, int);
FuncPtr fun2 = MyComp; // 正確2. 模板參數必須為函數指針類型
map<Person, int, decltype(MyCompare)> group(MyCompare); // 錯誤！
map<Person, int, decltype(&MyCompare)> group(MyCompare); // 正確分析：STL 容器（如 map）要求模板參數是可調用對象類型，而函數類型無法直接實例化，必須傳遞指針類型。
六、函數類型與函數指針類型的底層機制
1. 內存模型與調用約定
函數類型不占用內存空間，僅存在于編譯器的類型系統中。
函數指針存儲函數的入口地址，調用時通過 call 指令跳轉到目標地址執行。
2. 函數引用的本質
函數引用（如 FuncType& ref = myFunction;）是函數類型的別名，其行為與指針等價，但語法更接近直接調用：
ref(1, 2); // 直接調用，無需解引用
(*ptr)(1, 2); // 指針需顯式解引用3. 與 Lambda 表達式的交互
無捕獲的 Lambda 可隱式轉換為函數指針：
void(*ptr)(int) = [](int x) { cout << x; }; // 捕獲Lambda帶捕獲的 Lambda 無法轉換為函數指針，需使用 std::function 或模板。
這個詳細的解釋可以看文章 C++面試題：C++11 引入 Lambda 解決什么問題？
七、總結
