c語言回調函數解析

回調函數

程序員常常需要實現回調。本文將討論函數指針的基本原則並說明如何使用函數指針實現回調。注意這裏針對的是普通的函數，不包括完全依賴於不同語法和語義規則的類成員函數（類成員指針將在另文中討論）。

聲明函數指針

回調函數是一個程序員不能顯式調用的函數；通過將回調函數的地址傳給調用者從而實現調用。要實現回調，必須首先定義函數指針。儘管定義的語法有點不可思議，但如果你熟悉函數聲明的一般方法，便會發現函數指針的聲明與函數聲明非常類似。請看下面的例子：

void f()；// 函數原型

上面的語句聲明瞭一個函數，沒有輸入參數並返回void。那麼函數指針的聲明方法如下：

void (*) ();

讓我們來分析一下，左邊圓括弧中的星號是函數指針聲明的關鍵。另外兩個元素是函數的返回類型（void）和由邊圓括弧中的入口參數（本例中參數是空）。注意本例中還沒有創建指針變量-只是聲明瞭變量類型。目前可以用這個變量類型來創建類型定義名及用sizeof表達式獲得函數指針的大小：

// 獲得函數指針的大小
unsigned psize = sizeof (void (*) ());

// 爲函數指針聲明類型定義
typedef void (*pfv) ();

pfv是一個函數指針，它指向的函數沒有輸入參數，返回類行爲void。使用這個類型定義名可以隱藏複雜的函數指針語法。

指針變量應該有一個變量名：

void (*p) (); //p是指向某函數的指針

p是指向某函數的指針，該函數無輸入參數，返回值的類型爲void。左邊圓括弧裏星號後的就是指針變量名。有了指針變量便可以賦值，值的內容是署名匹配的函數名和返回類型。例如：

void func()
{
/* do something */
}
p = func;

p的賦值可以不同，但一定要是函數的地址，並且署名和返回類型相同。

傳遞迴調函數的地址給調用者

現在可以將p傳遞給另一個函數（調用者）- caller()，它將調用p指向的函數，而此函數名是未知的：

void caller(void(*ptr)())
{
ptr(); /* 調用ptr指向的函數 */
}
void func();
int main()
{
p = func;
caller(p); /* 傳遞函數地址到調用者 */
}

如果賦了不同的值給p（不同函數地址），那麼調用者將調用不同地址的函數。賦值可以發生在運行時，這樣使你能實現動態綁定。

調用規範

到目前爲止，我們只討論了函數指針及回調而沒有去注意ANSI C/C++的編譯器規範。許多編譯器有幾種調用規範。如在Visual C++中，可以在函數類型前加_cdecl，_stdcall或者_pascal來表示其調用規範（默認爲_cdecl）。C++ Builder也支持_fastcall調用規範。調用規範影響編譯器產生的給定函數名，參數傳遞的順序（從右到左或從左到右），堆棧清理責任（調用者或者被調用者）以及參數傳遞機制（堆棧，CPU寄存器等）。

將調用規範看成是函數類型的一部分是很重要的；不能用不兼容的調用規範將地址賦值給函數指針。例如：

// 被調用函數是以int爲參數，以int爲返回值
__stdcall int callee(int);

// 調用函數以函數指針爲參數
void caller( __cdecl int(*ptr)(int));

// 在p中企圖存儲被調用函數地址的非法操作
__cdecl int(*p)(int) = callee; // 出錯

指針p和callee()的類型不兼容，因爲它們有不同的調用規範。因此不能將被調用者的地址賦值給指針p，儘管兩者有相同的返回值和參數列。

 

 

C/C++中回調函數初探
 

　　簡介

　　對於很多初學者來說，往往覺得回調函數很神祕，很想知道回調函數的工作原理。本文將要解釋什麼是回調函數、它們有什麼好處、爲什麼要使用它們等等問題，在開始之前，假設你已經熟知了函數指針。

　　什麼是回調函數？

　　簡而言之，回調函數就是一個通過函數指針調用的函數。如果你把函數的指針（地址）作爲參數傳遞給另一個函數，當這個指針被用爲調用它所指向的函數時，我們就說這是回調函數。

　　爲什麼要使用回調函數？

　　因爲可以把調用者與被調用者分開。調用者不關心誰是被調用者，所有它需知道的，只是存在一個具有某種特定原型、某些限制條件（如返回值爲int）的被調用函數。

　　如果想知道回調函數在實際中有什麼作用，先假設有這樣一種情況，我們要編寫一個庫，它提供了某些排序算法的實現，如冒泡排序、快速排序、shell排序、shake排序等等，但爲使庫更加通用，不想在函數中嵌入排序邏輯，而讓使用者來實現相應的邏輯；或者，想讓庫可用於多種數據類型（int、float、string），此時，該怎麼辦呢？可以使用函數指針，並進行回調。

　　回調可用於通知機制，例如，有時要在程序中設置一個計時器，每到一定時間，程序會得到相應的通知，但通知機制的實現者對我們的程序一無所知。而此時，就需有一個特定原型的函數指針，用這個指針來進行回調，來通知我們的程序事件已經發生。實際上，SetTimer() API使用了一個回調函數來通知計時器，而且，萬一沒有提供回調函數，它還會把一個消息發往程序的消息隊列。

　　另一個使用回調機制的API函數是EnumWindow()，它枚舉屏幕上所有的頂層窗口，爲每個窗口調用一個程序提供的函數，並傳遞窗口的處理程序。如果被調用者返回一個值，就繼續進行迭代，否則，退出。EnumWindow()並不關心被調用者在何處，也不關心被調用者用它傳遞的處理程序做了什麼，它只關心返回值，因爲基於返回值，它將繼續執行或退出。

　　不管怎麼說，回調函數是繼續自C語言的，因而，在C++中，應只在與C代碼建立接口，或與已有的回調接口打交道時，才使用回調函數。除了上述情況，在C++中應使用虛擬方法或函數符（functor），而不是回調函數。

　　一個簡單的回調函數實現

　　下面創建了一個sort.dll的動態鏈接庫，它導出了一個名爲CompareFunction的類型--typedef int (__stdcall *CompareFunction)(const byte*, const byte*)，它就是回調函數的類型。另外，它也導出了兩個方法：Bubblesort()和Quicksort()，這兩個方法原型相同，但實現了不同的排序算法。

 

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);

　　這兩個函數接受以下參數：

　　·byte * array：指向元素數組的指針（任意類型）。

　　·int size：數組中元素的個數。

　　·int elem_size：數組中一個元素的大小，以字節爲單位。

　　·CompareFunction cmpFunc：帶有上述原型的指向回調函數的指針。

　　這兩個函數的會對數組進行某種排序，但每次都需決定兩個元素哪個排在前面，而函數中有一個回調函數，其地址是作爲一個參數傳遞進來的。對編寫者來說，不必介意函數在何處實現，或它怎樣被實現的，所需在意的只是兩個用於比較的元素的地址，並返回以下的某個值（庫的編寫者和使用者都必須遵守這個約定）：

　　·-1：如果第一個元素較小，那它在已排序好的數組中，應該排在第二個元素前面。

　　·0：如果兩個元素相等，那麼它們的相對位置並不重要，在已排序好的數組中，誰在前面都無所謂。

　　·1：如果第一個元素較大，那在已排序好的數組中，它應該排第二個元素後面。

　　基於以上約定，函數Bubblesort()的實現如下，Quicksort()就稍微複雜一點：

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++)
　　{
　　　//回調比較函數
　　　if(1 == (*cmpFunc)(array+j*elem_size,array+(j+1)*elem_size))
　　　{
　　　　//兩個相比較的元素相交換
　　　　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：因爲實現中使用了memcpy()，所以函數在使用的數據類型方面，會有所侷限。

　　對使用者來說，必須有一個回調函數，其地址要傳遞給Bubblesort()函數。下面有二個簡單的示例，一個比較兩個整數，而另一個比較兩個字符串：

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);
}

　　下面另有一個程序，用於測試以上所有的代碼，它傳遞了一個有5個元素的數組給Bubblesort()和Quicksort()，同時還傳遞了一個指向回調函數的指針。

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;
}

　　如果想進行降序排序（大元素在先），就只需修改回調函數的代碼，或使用另一個回調函數，這樣編程起來靈活性就比較大了