C語言回調函數詳解

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管理員 2021-04-01 15:40

1、什么是回調函數?


回調函數,光聽名字就比普通函數要高大上一些,那到底什么是回調函數呢?恕我讀得書少,沒有在那本書上看到關于回調函數的定義。我在百度上搜了一下,發現眾說紛紜,有很大一部分都是使用類似這么一個場景來說明:A君去B君店里買東西,恰好缺貨,A君留下號碼給B君,有貨時通知A君。感覺這個讓人更容易想到的是異步操作,而不是回調。另外還有兩句英文讓我印象深刻:

1) If you call me, I will call you back;

2) Don't call me, I will call you.

看起來好像很有道理,但是仔細一想,普通函數不也可以做到這兩點嗎?所以,我覺得這樣的說法都不是很妥當,因為我覺得這些說法都沒有把回調函數的特點表達出來,也就是都看不到和普通函數到底有什么差別。不過,百度百科的解析我覺得還算不錯(雖然經常吐槽百度搜索...):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)作為參數傳遞給另一個函數,當這個指針被用來調用其所指向的函數時,我們就說這是回調函數。

下面先說說我的看法。我們可以先在字面上先做個分解,對于"回調函數",中文其實可以理解為這么兩種意思:

1) 被回調的函數;

2) 回頭執行調用動作的函數。那這個回頭調用又是什么鬼?

先來看看來自維基百科的對回調(Callback)的解析:In computer programming, a callback is any executable code that is passed as an argument to other code, which is expected to call back (execute) the argument at a given time. This execution may be immediate as in a synchronous callback, or it might happen at a later time as in an asynchronous callback. 也就是說,把一段可執行的代碼像參數傳遞那樣傳給其他代碼,而這段代碼會在某個時刻被調用執行,這就叫做回調。如果代碼立即被執行就稱為同步回調,如果在之后晚點的某個時間再執行,則稱之為異步回調。關于同步和異步,這里不作討論,請查閱相關資料。

再來看看來自Stack Overflow某位大神簡潔明了的表述:A "callback" is any function that is called by another function which takes the first function as a parameter。也就是說,函數 F1 調用函數 F2 的時候,函數 F1 通過參數給 函數 F2 傳遞了另外一個函數 F3 的指針,在函數 F2 執行的過程中,函數F2 調用了函數 F3,這個動作就叫做回調(Callback),而先被當做指針傳入、后面又被回調的函數 F3 就是回調函數。到此應該明白回調函數的定義了吧?


2、為什么要使用回調函數?


很多朋友可能會想,為什么不像普通函數調用那樣,在回調的地方直接寫函數的名字呢?這樣不也可以嗎?為什么非得用回調函數呢?有這個想法很好,因為在網上看到解析回調函數的很多例子,其實完全可以用普通函數調用來實現的。要回答這個問題,我們先來了解一下回到函數的好處和作用,那就是解耦,對,就是這么簡單的答案,就是因為這個特點,普通函數代替不了回調函數。所以,在我眼里,這才是回調函數最大的特點。來看看維基百科上面我覺得畫得很好的一張圖片。

下面以一段不完整的 C 語言代碼來呈現上圖的意思:


#include#include//?包含Library?Function所在讀得Software?library庫的頭文件?
int?Callback()?//?
Callback?Function{?//?
TODO?return?0;
}int?main()?//?
Main?program{?//?
TODO?Library(Callback);?//?
TODO?return?0;
}

乍一看,回調似乎只是函數間的調用,和普通函數調用沒啥區別,但仔細一看,可以發現兩者之間的一個關鍵的不同:在回調中,主程序把回調函數像參數一樣傳入庫函數。這樣一來,只要我們改變傳進庫函數的參數,就可以實現不同的功能,這樣有沒有覺得很靈活?并且絲毫不需要修改庫函數的實現,這就是解耦。再仔細看看,主函數和回調函數是在同一層的,而庫函數在另外一層,想一想,如果庫函數對我們不可見,我們修改不了庫函數的實現,也就是說不能通過修改庫函數讓庫函數調用普通函數那樣實現,那我們就只能通過傳入不同的回調函數了,這也就是在日常工作中常見的情況。現在再把main()、Library()和Callback()函數套回前面 F1、F2和F3函數里面,是不是就更明白了?

明白了回調函數的特點,是不是也可以大概知道它應該在什么情況下使用了?沒錯,你可以在很多地方使用回調函數來代替普通的函數調用,但是在我看來,如果需要降低耦合度的時候,更應該使用回調函數。


3、怎么使用回調函數?


知道了什么是回調函數,了解了回調函數的特點,那么應該怎么使用回調函數?下面來看一段簡單的可以執行的同步回調函數代碼:


#include?int?Callback_1()?//?
Callback?Function?1{?printf("Hello,?this?is?Callback_1?");?
return?0;
}?
int?Callback_2()?//?
Callback?Function?2{?
printf("Hello,?this?is?Callback_2?");?
return?0;
}?
int?Callback_3()?//?
Callback?Function?3{?
printf("Hello,?this?is?Callback_3?");?
return?0;
}?
int?Handle(int?(*Callback)()){?
printf("Entering?Handle?Function.?");?
Callback();?
printf("Leaving?Handle?Function.?");
}?
int?main(){?
printf("Entering?Main?Function.?");?
Handle(Callback_1);?
Handle(Callback_2);?
Handle(Callback_3);?
printf("Leaving?Main?Function.?");?
return?0;
}

運行結果:

可以看到,Handle()函數里面的參數是一個指針,在main()函數里調用Handle()函數的時候,給它傳入了函數Callback_1()/Callback_2()/Callback_3()的函數名,這時候的函數名就是對應函數的指針,也就是說,回調函數其實就是函數指針的一種用法。現在再讀一遍這句話:A "callback" is any function that is called by another function which takes the first function as a parameter,是不是就更明白了呢?


4、怎么使用帶參數的回調函數?


眼尖的朋友可能發現了,前面的例子里面回調函數是沒有參數的,那么我們能不能回調那些帶參數的函數呢?答案是肯定的。那么怎么調用呢?我們稍微修改一下上面的例子就可以了:


#include?int?Callback_1(int?x)?//?
Callback?Function?1{?
printf("Hello,?this?is?Callback_1:?x?=?%d?",?x);?
return?0;
}?
int?Callback_2(int?x)?//?
Callback?Function?2{?printf("Hello,?this?is?Callback_2:?x?=?%d?",?x);?
return?0;
}
int?Callback_3(int?x)?//?
Callback?Function?3{?printf("Hello,?this?is?Callback_3:?x?=?%d?",?x);?
return?0;
}?

int?Handle(int?y,?int?(*Callback)(int)){?
printf("Entering?Handle?Function.?");?
Callback(y);?
printf("Leaving?Handle?Function.?");
}?

int?main(){?
int?a?=?2;?
int?b?=?4;?
int?c?=?6;?
printf("Entering?Main?Function.?");?
Handle(a,?Callback_1);?
Handle(b,?Callback_2);?
Handle(c,?Callback_3);?
printf("Leaving?Main?Function.?");?
return?0;
}

運行結果:

可以看到,并不是直接把int Handle(int (*Callback)()) 改成 int Handle(int (*Callback)(int)) 就可以的,而是通過另外增加一個參數來保存回調函數的參數值,像這里 int Handle(int y, int (*Callback)(int)) 的參數 y。同理,可以使用多個參數的回調函數。


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