函数能否返回自身类型指针？类内有限状态机函数声明困惑

嘿，我来帮你搞定这个状态机的类型声明问题，还有你问的函数返回自身指针的疑问～

一、解决std::function的类型声明问题 #

你遇到的核心问题是递归类型的std::function声明——每个状态函数接受float参数，返回一个同类型的状态函数。C++11及以后的std::function支持这种递归的类型定义，我们可以用using先定义一个类型别名来打破循环依赖：

#include <functional>

class Widget {
public:
    void update(float time_interval){
        current_state_ = current_state_(time_interval);
    }

private:
    // 先定义状态函数的类型：接受float，返回同类型的std::function
    using StateFunction = std::function<StateFunction(float)>;

    // 声明各个状态函数
    StateFunction off_(float);
    StateFunction standby_(float);
    StateFunction locked_(float);

    StateFunction current_state_; // 初始化时可以赋值为off_，比如在构造函数里
};

// 举个状态函数的实现例子
Widget::StateFunction Widget::off_(float time_interval) {
    // 这里写off状态的逻辑，比如判断是否要切换状态
    if (/* 触发切换到standby的条件 */) {
        return standby_;
    }
    // 没有切换就保持当前状态
    return off_;
}

这样声明后，每个状态函数都能正确返回下一个状态的函数对象，完美适配你的状态机逻辑。

二、函数能否返回自身类型的指针？ #

当然可以！不过直接写会有语法问题，需要用类型别名来辅助声明：

1. 自由函数/静态成员函数的情况 #

// 先定义函数指针的别名
using StateFuncPtr = StateFuncPtr(*)(float);

// 定义一个状态函数，返回自身指针
StateFuncPtr off_func(float time_interval) {
    // 状态逻辑...
    return off_func; // 直接返回自身的指针
}

2. 非静态成员函数的情况 #

成员函数指针的语法更复杂，因为要包含类的作用域。如果想用成员函数指针实现，需要这样：

class Widget;
using MemberStateFuncPtr = MemberStateFuncPtr(Widget::*)(float);

class Widget {
public:
    MemberStateFuncPtr off_(float) {
        // 逻辑...
        return &Widget::off_;
    }
};

不过对比下来，std::function的方式更灵活——它不仅能容纳普通函数/成员函数指针，还能捕获上下文的lambda表达式，对于极简状态机来说是更优的选择。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jack Deeth