回调函数

青旅半醒 2022-06-02 20:51 306阅读 0赞

回调函数就是一个通过函数指针调用的函数。如果你把函数的指针（地址）作为参数传递给另一个函数，当这个指针被用为调用它所指向的函数时，我们就说这是回调函数。回调函数不是由该函数的实现方直接调用，而是在特定的事件或条件发生时由另外的一方调用的，用于对该事件或条件进行响应。

回调函数赋予程序员这样一种能力，让自己编写的代码能够跳出正常的程序控制流，适应具体的运行环境在正确的时间执行。

例如，假设有一个函数，其功能为读取配置文件并由文件内容设置对应的选项。若这些选项由 [散列值][Link 1] 所标记，则让这个函数接受一个回调会使得程序设计更加灵活：函数的调用者可以使用所希望的散列算法，该算法由一个将选项名转变为散列值的回调函数实现；因此，回调允许函数调用者在运行时调整原始函数的行为。

## 为什么要使用回调函数 ##

因为可以把调用者与被调用者分开，所以调用者不关心谁是被调用者。它只需知道存在一个具有特定原型和限制条件的被调用函数。

如果想知道回调函数在实际中有什么作用，先假设有这样一种情况，我们要编写一个库，它提供了某些排序算法的实现，如冒泡排序、快速排序、shell排序、shake排序等等，但为使库更加通用，不想在函数中嵌入排序逻辑，而让使用者来实现相应的逻辑；或者，想让库可用于多种数据类型（int、float、string），此时，该怎么办呢？可以使用函数指针，并进行回调。

**一个简单的回调函数实现**

下面创建了一个sort.dll的动态链接库，它导出了一个名为CompareFunction的类型--typedef int (\_\_stdcall \*CompareFunction)(const byte\*, const byte\*)，它就是回调函数的类型。另外，它也导出了两个方法：Bubblesort()和Quicksort()，这两个方法原型相同，但实现了不同的排序算法。

void DLLDIR __stdcall Bubblesort(byte* array,int size,int elem_size,CompareFunction cmpFunc);
    
    void DLLDIR __stdcall Quicksort(byte* array,int size,int elem_size,CompareFunction cmpFunc);

这两个函数接受以下参数：  
  
　　·byte \* array：指向元素数组的指针（任意类型）。  
  
　　·int size：数组中元素的个数。  
  
　　·int elem\_size：数组中一个元素的大小，以字节为单位。  
  
　　·CompareFunction cmpFunc：带有上述原型的指向回调函数的指针。

void DLLDIR __stdcall Bubblesort(byte* array,int size,int elem_size,CompareFunction cmpFunc)
    {
    　for(int i=0; i < size; i++)
    　{
    　　for(int j=0; j < size-1; j++)
    　　{
    　　　//回调比较函数
    　　　if(1 == (*cmpFunc)(array+j*elem_size,array+(j+1)*elem_size))
    　　　{
    　　　　//两个相比较的元素相交换
    　　　　byte* temp = new byte[elem_size];
    　　　　memcpy(temp, array+j*elem_size, elem_size);
    　　　　memcpy(array+j*elem_size,array+(j+1)*elem_size,elem_size);
    　　　　memcpy(array+(j+1)*elem_size, temp, elem_size);
    　　　　delete [] temp;
    　　　}
    　　}
    　}
    }

注意：因为实现中使用了memcpy()，所以函数在使用的数据类型方面，会有所局限。  
  
　　对使用者来说，必须有一个回调函数，其地址要传递给Bubblesort()函数。下面有二个简单的示例，一个比较两个整数，而另一个比较两个字符串：

int __stdcall CompareInts(const byte* velem1, const byte* velem2)
    {
    　int elem1 = *(int*)velem1;
    　int elem2 = *(int*)velem2;
    
    　if(elem1 < elem2)
    　　return -1;
    　if(elem1 > elem2)
    　　return 1;
    
    　return 0;
    }
    
    int __stdcall CompareStrings(const byte* velem1, const byte* velem2)
    {
    　const char* elem1 = (char*)velem1;
    　const char* elem2 = (char*)velem2;
    　return strcmp(elem1, elem2);
    }

下面另有一个程序，用于测试以上所有的代码，它传递了一个有5个元素的数组给Bubblesort()和Quicksort()，同时还传递了一个指向回调函数的指针。

int main(int argc, char* argv[])
    {
    　int i;
    　int array[] = {5432, 4321, 3210, 2109, 1098};
    
    　cout << "Before sorting ints with Bubblesort/n";
    　for(i=0; i < 5; i++)
    　　cout << array[i] << '/n';
    
    　Bubblesort((byte*)array, 5, sizeof(array[0]), &CompareInts);
    
    　cout << "After the sorting/n";
    　for(i=0; i < 5; i++)
    　　cout << array[i] << '/n';
    
    　const char str[5][10] = {"estella","danielle","crissy","bo","angie"};
    
    　cout << "Before sorting strings with Quicksort/n";
    　for(i=0; i < 5; i++)
    　　cout << str[i] << '/n';
    
    　Quicksort((byte*)str, 5, 10, &CompareStrings);
    
    　cout << "After the sorting/n";
    　for(i=0; i < 5; i++)
    　　cout << str[i] << '/n';
    
    　return 0;
    }

如果想进行降序排序（大元素在先），就只需修改回调函数的代码，或使用另一个回调函数，这样编程起来灵活性就比较大了。

**调用约定**  
  
　　上面的代码中，可在函数原型中找到\_\_stdcall，因为它以双下划线打头，所以它是一个特定于编译器的扩展，说到底也就是微软的实现。任何支持开发基于Win32的程序都必须支持这个扩展或其等价物。以\_\_stdcall标识的函数使用了标准调用约定，为什么叫标准约定呢，因为所有的Win32 API（除了个别接受可变参数的除外）都使用它。标准调用约定的函数在它们返回到调用者之前，都会从堆栈中移除掉参数，这也是Pascal的标准约定。但在C/C++中，调用约定是调用者负责清理堆栈，而不是被调用函数；为强制函数使用C/C++调用约定，可使用\_\_cdecl。另外，可变参数函数也使用C/C++调用约定。  
  
　　Windows操作系统采用了标准调用约定（Pascal约定），因为其可减小代码的体积。这点对早期的Windows来说非常重要，因为那时它运行在只有640KB内存的电脑上。  
  
　　如果你不喜欢\_\_stdcall，还可以使用CALLBACK宏，它定义在windef.h中：

<table style="color:rgb(51,51,51); font-family:Arial; font-size:14px; line-height:26px; text-align:left; width:618px"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>#define CALLBACK __stdcallor<br> <br> #define CALLBACK PASCAL //而PASCAL在此被#defined成__stdcall</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

作为回调函数的C++方法  
  
　　因为平时很可能会使用到C++编写代码，也许会想到把回调函数写成类中的一个方法，但先来看看以下的代码：

<table style="color:rgb(51,51,51); font-family:Arial; font-size:14px; line-height:26px; text-align:left; width:618px"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>class CCallbackTester<br> { <br> 　public:<br> 　int CALLBACK CompareInts(const byte* velem1, const byte* velem2);<br> };<br> <br> Bubblesort((byte*)array, 5, sizeof(array[0]),<br> &amp;CCallbackTester::CompareInts);</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

如果使用微软的编译器，将会得到下面这个编译错误：

<table style="color:rgb(51,51,51); font-family:Arial; font-size:14px; line-height:26px; text-align:left; width:618px"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>error C2664: 'Bubblesort' : cannot convert parameter 4 from 'int (__stdcall CCallbackTester::*)(const unsigned char *,const unsigned char *)' to 'int (__stdcall *)(const unsigned char *,const unsigned char *)' There is no context in which this conversion is possible</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

这是因为非静态成员函数有一个额外的参数：this指针，这将迫使你在成员函数前面加上static。当然，还有几种方法可以解决这个问题，但限于篇幅，就不再论述了。

[Link 1]: http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%95%A3%E5%88%97%E5%87%BD%E6%95%B0