C/C++回調(diào)函數(shù)

首先看一下回調(diào)函數(shù)的官方解釋：回調(diào)函數(shù)就是一個(gè)通過(guò)函數(shù)指針調(diào)用的函數(shù)。如果你把函數(shù)的指針（地址）作為參數(shù)傳遞給另一個(gè)函數(shù)，當(dāng)這個(gè)指針被用來(lái)調(diào)用其所指向的函數(shù)時(shí)，我們就說(shuō)這是回調(diào)函數(shù)?；卣{(diào)函數(shù)不是由該函數(shù)的實(shí)現(xiàn)方直接調(diào)用，而是在特定的事件或條件發(fā)生時(shí)由另外的一方調(diào)用的，用于對(duì)該事件或條件進(jìn)行響應(yīng)。這段解釋比較官方。個(gè)人可以簡(jiǎn)單的理解為：**一個(gè)通過(guò)函數(shù)指針調(diào)用的函數(shù)。如果你把函數(shù)的指針（地址）作為參數(shù)傳遞給另一個(gè)函數(shù)，回調(diào)函數(shù)不是由該函數(shù)的實(shí)現(xiàn)方直接調(diào)用，而是在特定的事件或條件發(fā)生時(shí)由另外的一方調(diào)用的，用于對(duì)該事件或條件進(jìn)行響應(yīng)。**如果代碼立即被執(zhí)行就稱為同步回調(diào)，如果過(guò)后再執(zhí)行，則稱之為異步回調(diào)。

入門案例

int Callback_1(int a)   ///< 回調(diào)函數(shù)1
{
    printf("Hello, this is Callback_1: a = %d ", a);
    return 0;
}

int Callback_2(int b)  ///< 回調(diào)函數(shù)2
{
    printf("Hello, this is Callback_2: b = %d ", b);
    return 0;
}

int Callback_3(int c)   ///< 回調(diào)函數(shù)3
{
    printf("Hello, this is Callback_3: c = %d ", c);
    return 0;
}

int Handle(int x, int (*Callback)(int)) ///< 注意這里用到的函數(shù)指針定義
{
    Callback(x);
}

int main()
{
    Handle(4, Callback_1);
    Handle(5, Callback_2);
    Handle(6, Callback_3);
    return 0;
}

在這個(gè)入門案例中，Callback_1、2、3就是回調(diào)函數(shù)，handle函數(shù)的第二個(gè)參數(shù)就是函數(shù)指針，也就是通過(guò)函數(shù)指針來(lái)調(diào)用。純C語(yǔ)言通過(guò)函數(shù)指針來(lái)進(jìn)行回調(diào)函數(shù)的調(diào)用，C++則可以通過(guò)引用、Lambda等多種方式來(lái)進(jìn)行，下面進(jìn)行具體的介紹。

函數(shù)指針

首先函數(shù)指針也是一種指針，只不過(guò)指向的是函數(shù)（C語(yǔ)言中沒(méi)有對(duì)象）。然后通過(guò)這個(gè)指針就可以調(diào)用。

int Func(int x);   /*聲明一個(gè)函數(shù)*/
int (*p) (int x);  /*定義一個(gè)函數(shù)指針*/
p = Func;          /*將Func函數(shù)的首地址賦給指針變量p*/
p = &Func;          /*將Func函數(shù)的首地址賦給指針變量p*/

經(jīng)過(guò)上述后，指針變量 p 就指向函數(shù) Func() 代碼的首地址了。下面看一個(gè)具體的例子。

int Max(int x, int y)  //定義Max函數(shù)
{
    if (x > y){
        return x;
    }else{
      return y;
    }
}
int main()
{
  int(*p)(int, int);  //定義一個(gè)函數(shù)指針
  p = Max;  //把函數(shù)Max賦給指針變量p, 使p指向Max函數(shù)
  int c= (*p)(1,2);//通過(guò)函數(shù)指針調(diào)用Max函數(shù)
  printf("%d",c);  
  return 0;
}

p指向Max函數(shù)之后，然后用p調(diào)用Max函數(shù)，返回兩個(gè)數(shù)中的最大值。特別注意的是，因?yàn)楹瘮?shù)名本身就可以表示該函數(shù)地址（指針），因此在獲取函數(shù)指針時(shí)，可以直接用函數(shù)名，也可以取函數(shù)的地址。

p = Max可以改成 p = &Max;

c = (*p)(a, b) 可以改成 c = p(a, b)

所以函數(shù)指針的通常寫法是

函數(shù)返回值類型 (* 指針變量名) (函數(shù)參數(shù)列表);

在這里指針變量名也可以叫做函數(shù)名，

但是通常可以用typedef進(jìn)行描述

typedef 函數(shù)返回值類型 (* 指針變量名) (函數(shù)參數(shù)列表);

最后需要注意的是，指向函數(shù)的指針變量沒(méi)有 ++ 和 -- 運(yùn)算。

C++類的靜態(tài)函數(shù)作為回調(diào)函數(shù)

前面函數(shù)指針的方式作為回調(diào)函數(shù)的一種方式，可以同時(shí)用于C和C++，下面介紹另外的一些方式，因?yàn)镃++引入了對(duì)象的概念，可以使用類的成員和靜態(tài)函數(shù)作為回調(diào)函數(shù)。

class ProgramA {
 public:
  void FunA1() { printf("I'am ProgramA.FunA1() and be called..\\n"); }

  static void FunA2() { printf("I'am ProgramA.FunA2() and be called..\\n"); }
};
class ProgramB {
 public:
  void FunB1(void (*callback)()) {
    printf("I'am ProgramB.FunB1() and be called..\\n");
    callback();
  }
};
int main(int argc, char **argv) {
  ProgramA PA;
  PA.FunA1();

  ProgramB PB;
  PB.FunB1(ProgramA::FunA2);
}

在類B中調(diào)用類A中的靜態(tài)函數(shù)作為回調(diào)函數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了回調(diào)。但這種實(shí)現(xiàn)有一個(gè)很明顯的缺點(diǎn)：static 函數(shù)不能訪問(wèn)非static 成員變量或函數(shù)，會(huì)嚴(yán)重限制回調(diào)函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)的功能。

類的非靜態(tài)函數(shù)作為回調(diào)函數(shù)

這種方式比較麻煩，可以先看一下下面的例子。

class ProgramA {
 public:
  void FunA1() { printf("I'am ProgramA.FunA1() and be called..\\n"); }

  void FunA2() { printf("I'am ProgramA.FunA2() and be called..\\n"); }
};

class ProgramB {
 public:
  void FunB1(void (ProgramA::*callback)(), void *context) {
    printf("I'am ProgramB.FunB1() and be called..\\n");
    ((ProgramA *)context->*callback)();
  }
};
int main(int argc, char **argv) {
  ProgramA PA;
  PA.FunA1();

  ProgramB PB;
  PB.FunB1(&ProgramA::FunA2, &PA);  // 此處都要加&
}

功能總體與上面一個(gè)相同，但是，類的靜態(tài)函數(shù)本身不屬于該類，所以和普通函數(shù)作為回調(diào)函數(shù)類似。這種方式存在一些不足，，也就我預(yù)先還要知道回調(diào)函數(shù)所屬的類定義，當(dāng)ProgramB想獨(dú)立封裝時(shí)就不好用了。(違背了一些設(shè)計(jì)模式的原則)

Lambda表達(dá)式作為回調(diào)函數(shù)

Lambda本身就是一種匿名函數(shù)，是一種函數(shù)的簡(jiǎn)寫形式(此處參考上一篇博客Lambda表達(dá)式)

#include 
#include
void func1(int a,std::function<void(int)> func2){
  func2(a);
}
int main(int argc, char **argv) {
  auto fun3 = [](int a){
    std::cout<std::endl;
  };
  func1(3,fun3);
}

這種方式也較為簡(jiǎn)單，但要注意在C++11版本才開(kāi)始引入Lambda表達(dá)式，在一些較為老舊的編譯器上可能無(wú)法通過(guò)。

std::funtion和std::bind的使用

這種方式也是適用于C++，要引入functional的頭文件。存儲(chǔ)、復(fù)制、和調(diào)用操作，這些目標(biāo)實(shí)體包括普通函數(shù)、Lambda表達(dá)式、函數(shù)指針、以及其它函數(shù)對(duì)象等。std::bind()函數(shù)的意義就像它的函數(shù)名一樣，是用來(lái)綁定函數(shù)調(diào)用的某些參數(shù)的。

#include 

#include  // fucntion/bind

class ProgramA {
 public:
  void FunA1() { printf("I'am ProgramA.FunA1() and be called..\\n"); }

  void FunA2() { printf("I'am ProgramA.FunA2() and be called..\\n"); }

  static void FunA3() { printf("I'am ProgramA.FunA3() and be called..\\n"); }
};

class ProgramB {
  typedef std::function<void ()> CallbackFun;
 public:
   void FunB1(CallbackFun callback) {
    printf("I'am ProgramB.FunB2() and be called..\\n");
    callback();
  }
};

void normFun() { printf("I'am normFun() and be called..\\n"); }

int main(int argc, char **argv) {
  ProgramA PA;
  PA.FunA1();

  printf("\\n");
  ProgramB PB;
  PB.FunB1(normFun);
  printf("\\n");
  PB.FunB1(ProgramA::FunA3);
  printf("\\n");
  PB.FunB1(std::bind(&ProgramA::FunA2, &PA));
}

主要看最后一行，通過(guò)std::bind函數(shù)綁定了對(duì)象與對(duì)應(yīng)的函數(shù)，這種方式比上面的通過(guò)類的成員函數(shù)進(jìn)行回調(diào)更為簡(jiǎn)單方便。下面看一下如果有參數(shù)的話，需要引入占位符std::placeholders::_1來(lái)進(jìn)行回調(diào)。

#include 
#include 
using namespace std;
 
int TestFunc(int a, char c, float f)
{
    cout << a << endl;
    cout << c << endl;
    cout << f << endl;
 
    return a;
}
 
int main()
{
    auto bindFunc1 = bind(TestFunc, std::placeholders::_1, 'A', 100.1);
    bindFunc1(10);
 
    cout << "=================================\\n";
 
    auto bindFunc2 = bind(TestFunc, std::placeholders::_2, std::placeholders::_1, 100.1);
    bindFunc2('B', 10);
 
    cout << "=================================\\n";
 
    auto bindFunc3 = bind(TestFunc, std::placeholders::_2, std::placeholders::_3, std::placeholders::_1);
    bindFunc3(100.1, 30, 'C');
 
    return 0;
}

上述例子中引入了占位符std::placeholders::_1，可以有多個(gè)，通過(guò)下劃線加數(shù)字來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)有參數(shù)的回調(diào)。這個(gè)bind函數(shù)中的重載通常第一個(gè)是函數(shù)的指針，第二個(gè)是調(diào)用對(duì)象的指針，后面跟上參數(shù)占位符。
審核編輯：湯梓紅