函数指针，回调函数的定义和使用

 

1、函数指针

定义：函数指针是指向函数的指针变量，即本质是一个指针变量。

int (*f) (int x); /* 声明一个函数指针 */

f=func; /* 将func函数的首地址赋给指针f */

指向函数的指针包含了函数的地址，能够经过它来调用函数。声明格式以下：  类型说明符 (*函数名)(参数)
其实这里不能称为函数名，应该叫作指针的变量名。这个特殊的指针指向一个返回整型值的函数。指针的声明笔削和它指向函数的声明保持一致。
指针名和指针运算符外面的括号改变了默认的运算符优先级。若是没有圆括号，就变成了一个返回整型指针的函数的原型声明。
例如：
  void(*fptr)();
应用：把函数的地址赋值给函数指针，能够采用下面两种形式：
  fptr=&Function;
  fptr=Function;
取地址运算符&不是必需的，由于单单一个函数标识符就标号表示了它的地址，若是是函数调用，还必须包含一个圆括号括起来的参数表。
能够采用以下两种方式来经过指针调用函数：
  x=(*fptr)();
  x=fptr();

下面举个函数指针的使用例子：

#include<stdio.h>

int f(int x,int y)
{
    int z;
    z=(x>y)?x:y;
    return z;
}

int main()
{
    int f();
    int i,a,b;
    int (*p)();//定义函数指针
    scanf("%d",&a);
    p=f;//给函数指针p赋值，使它指向函数
    for(i=1;i<9;i++)
    {
        scanf("%d",&b);
        a=(*p)(a ,b);//经过指针p调用函数f
    }
    printf("The max number is:%d\n",a);
    system("pause");
    return 0;
}

 运行结果以下：

 

2、回调函数

一、什么是回调函数？
回调函数就是一个经过函数指针调用的函数。若是你把函数的指针（地址）做为参数传递给另外一个函数，当这个指针被用为调用它所指向的函数时，咱们就说这是回调函数。

二、为何要使用回调函数？
由于能够把调用者与被调用者分开。调用者不关心谁是被调用者，全部它需知道的，只是存在一个具备某种特定原型、某些限制条件（如返回值为int）的被调用函数。
若是想知道回调函数在实际中有什么做用，先假设有这样一种状况，咱们要编写一个库，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？可使用函数指针，并进行回调。
回调可用于通知机制，例如，有时要在程序中设置一个计时器，每到必定时间，程序会获得相应的通知，但通知机制的实现者对咱们的程序一无所知。而此时，就需有一个特定原型的函数指针，用这个指针来进行回调，来通知咱们的程序事件已经发生。实际上，SetTimer() API使用了一个回调函数来通知计时器，并且，万一没有提供回调函数，它还会把一个消息发往程序的消息队列。
另外一个使用回调机制的API函数是EnumWindow()，它枚举屏幕上全部的顶层窗口，为每一个窗口调用一个程序提供的函数，并传递窗口的处理程序。若是被调用者返回一个值，就继续进行迭代，不然，退出。EnumWindow()并不关心被调用者在何处，也不关心被调用者用它传递的处理程序作了什么，它只关心返回值，由于基于返回值，它将继续执行或退出。
无论怎么说，回调函数是继续自C语言的，于是，在C++中，应只在与C代码创建接口，或与已有的回调接口打交道时，才使用回调函数。除了上述状况，在C++中应使用虚拟方法或函数符（functor），而不是回调函数。

三、C语言回调函数的实现（函数指针的使用）

 程序员经常须要实现回调。下面将讨论函数指针的基本原则并说明如何使用函数指针实现回调。注意这里针对的是普通的函数，不包括彻底依赖于不一样语法和语义规则的类成员函数。

声明函数指针

回调函数是一个程序员不能显式调用的函数；经过将回调函数的地址传给调用者从而实现调用。要实现回调，必须首先定义函数指针。尽管定义的语法有点难以想象，但若是你熟悉函数声明的通常方法，便会发现函数指针的声明与函数声明很是相似。请看下面的例子：

void f()；//函数原型

上面的语句声明了一个函数，没有输入参数并返回void。那么函数指针的声明方法以下：

void (*) ();

分析一下，左边圆括弧中的星号是函数指针声明的关键。另外两个元素是函数的返回类型（void）和由边圆括弧中的入口参数。注意本例中尚未建立指针变量-只是声明了变量类型。目前能够用这个变量类型来建立类型定义名及用sizeof表达式得到函数指针的大小：

// 得到函数指针的大小
unsigned psize = sizeof (void (*) ());

// 为函数指针声明类型定义
typedef void (*pf) ();

pf是一个函数指针，它指向的函数没有输入参数，返回类行为void。使用这个类型定义名能够隐藏复杂的函数指针语法。

指针变量应该有一个变量名：

void (*p) (); //p是指向某函数的指针

p是指向某函数的指针，该函数无输入参数，返回值的类型为void。左边圆括弧里星号后的就是指针变量名。有了指针变量即可以赋值，值的内容是署名匹配的函数名和返回类型。例如：

void func()
{

}
p = func;

p的赋值能够不一样，但必定要是函数的地址，而且署名和返回类型相同。

传递回调函数的地址给调用者

如今能够将p传递给另外一个函数（调用者）- caller()，它将调用p指向的函数，而此函数名是未知的：

voidcaller(void(*ptr)())
{
ptr();
}
void func();
int main()
{
p = func;
caller(p);
}

若是赋了不一样的值给p（不一样函数地址），那么调用者将调用不一样地址的函数。赋值能够发生在运行时，这样使你能实现动态绑定。

调用规范

到目前为止，咱们只讨论了函数指针及回调而没有去注意ANSI C/C++的编译器规范。许多编译器有几种调用规范。如在Visual C++中，能够在函数类型前加_cdecl，_stdcall或者_pascal来表示其调用规范（默认为_cdecl）。C++ Builder也支持_fastcall调用规范。调用规范影响编译器产生的给定函数名，参数传递的顺序（从右到左或从左到右），堆栈清理责任（调用者或者被调用者）以及参数传递机制（堆栈，CPU寄存器等）。

将调用规范当作是函数类型的一部分是很重要的；不能用不兼容的调用规范将地址赋值给函数指针。例如：

// 被调用函数是以int为参数，以int为返回值
__stdcall int callee(int);

// 调用函数以函数指针为参数
void caller( __cdecl int(*ptr)(int));

// 在p中企图存储被调用函数地址的非法操做
__cdecl int(*p)(int) = callee; // 出错

指针p和callee()的类型不兼容，由于它们有不一样的调用规范。所以不能将被调用者的地址赋值给指针p，尽管二者有相同的返回值和参数列。

四、函数指针&回调函数&linux中的signal函数

函数指针在linux中的应用signal函数

在Unix/Linux中signal函数是比较复杂的一个,其定义原型以下:

void (*signal(intsigno,void (*func)(int))) (int)

signal(int signo,void(*func)(int))是signal函数的主体.

须要两个参数:int型的signo,以及一个指向函数的指针.

void (*func)(int).

这个函数中,最外层的函数体

void (* XXX )(int)代表其返回值是一个指针（函数指针）,指向一个函数XXX的指针,XXX所表明的函数须要一个int型的参数,返回void。

正是因为其复杂性,在[Plauger 1992]用typedef来对其进行简化

typedef voidSigfuc(int);//这里能够当作一个返回值 .

再对signal函数进行简化就是这样的了

Sigfunc*signal(int,Sigfuc *);

在signal.h头文件中还有如下几个定义

#define SIG_ERR(void (*)())-1

#define SIG_DFL(void (*)())0

#define SIG_IGN(void (*)())1

alarm（设置信号传送闹钟）
相关函数 signal，sleep

表头文件 #include

定义函数 unsigned int alarm(unsigned int seconds);

函数说明 alarm()用来设置信号SIGALRM在通过参数seconds指定的秒数后传送给目前的进程。若是参数seconds 为0，则以前设置的闹钟会被取消，并将剩下的时间返回。返回值返回以前闹钟的剩余秒数，若是以前未设闹钟则返回0。
kill（传送信号给指定的进程）
相关函数 raise，signal

表头文件 #include
#include

定义函数 int kill(pid_t pid,int sig);

函数说明 kill()能够用来送参数sig指定的信号给参数pid指定的进程。参数pid有几种状况:
pid>0 将信号传给进程识别码为pid 的进程。
pid=0 将信号传给和目前进程相同进程组的全部进程
pid=-1 将信号广播传送给系统内全部的进程
pid<0 将信号传给进程组识别码为pid绝对值的全部进程
参数sig表明的信号编号可参考附录D

返回值 执行成功则返回0，若是有错误则返回-1。

错误代码 EINVAL 参数sig 不合法
ESRCH 参数pid 所指定的进程或进程组不存在
EPERM 权限不够没法传送信号给指定进程

pause（让进程暂停直到信号出现）
相关函数 kill，signal，sleep

表头文件 #include

定义函数 int pause(void);

函数说明 pause()会令目前的进程暂停（进入睡眠状态），直到被信号(signal)所中断。

返回值 只返回-1。

错误代码 EINTR 有信号到达中断了此函数。

sigaction（查询或设置信号处理方式）
相关函数 signal，sigprocmask，sigpending，sigsuspend

表头文件 #include

定义函数 int sigaction(int signum,const struct sigaction *act ,structsigaction *oldact);

函数说明 sigaction()会依参数signum指定的信号编号来设置该信号的处理函数。参数signum能够指定SIGKILL和SIGSTOP之外的全部信号。
如参数结构sigaction定义以下
struct sigaction
{
void (*sa_handler) (int);
sigset_t sa_mask;
int sa_flags;
void (*sa_restorer) (void);
}
sa_handler此参数和signal()的参数handler相同，表明新的信号处理函数，其余意义请参考signal()。
sa_mask 用来设置在处理该信号时暂时将sa_mask 指定的信号搁置。
sa_restorer 此参数没有使用。
sa_flags 用来设置信号处理的其余相关操做，下列的数值可用。
OR 运算（|）组合
A_NOCLDSTOP : 若是参数signum为SIGCHLD，则当子进程暂停时并不会通知父进程
SA_ONESHOT/SA_RESETHAND:当调用新的信号处理函数前，将此信号处理方式改成系统预设的方式。
SA_RESTART:被信号中断的系统调用会自行重启
SA_NOMASK/SA_NODEFER:在处理此信号未结束前不理会此信号的再次到来。
若是参数oldact不是NULL指针，则原来的信号处理方式会由此结构sigaction 返回。

返回值 执行成功则返回0，若是有错误则返回-1。

错误代码 EINVAL 参数signum 不合法，或是企图拦截SIGKILL/SIGSTOPSIGKILL信号
EFAULT 参数act，oldact指针地址没法存取。
EINTR 此调用被中断

sigaddset（增长一个信号至信号集）
相关函数 sigemptyset，sigfillset，sigdelset，sigismember

表头文件 #include

定义函数 int sigaddset(sigset_t *set,int signum);

函数说明 sigaddset()用来将参数signum 表明的信号加入至参数set 信号集里。

返回值执行成功则返回0，若是有错误则返回-1。

错误代码 EFAULT 参数set指针地址没法存取
EINVAL 参数signum非合法的信号编号

sigdelset（从信号集里删除一个信号）
相关函数 sigemptyset，sigfillset，sigaddset，sigismember

表头文件 #include

定义函数 int sigdelset(sigset_t * set,int signum);

函数说明 sigdelset()用来将参数signum表明的信号从参数set信号集里删除。

返回值 执行成功则返回0，若是有错误则返回-1。

错误代码 EFAULT 参数set指针地址没法存取
EINVAL 参数signum非合法的信号编号

sigemptyset（初始化信号集）
相关函数 sigaddset，sigfillset，sigdelset，sigismember

表头文件 #include

定义函数 int sigemptyset(sigset_t *set);

函数说明 sigemptyset()用来将参数set信号集初始化并清空。

返回值 执行成功则返回0，若是有错误则返回-1。

错误代码 EFAULT 参数set指针地址没法存取

sigfillset（将全部信号加入至信号集）
相关函数 sigempty，sigaddset，sigdelset，sigismember

表头文件 #include

定义函数 int sigfillset(sigset_t * set);

函数说明 sigfillset()用来将参数set信号集初始化，而后把全部的信号加入到此信号集里。

返回值 执行成功则返回0，若是有错误则返回-1。

附加说明 EFAULT 参数set指针地址没法存取

sigismember（测试某个信号是否已加入至信号集里）
相关函数 sigemptyset，sigfillset，sigaddset，sigdelset

表头文件 #include

定义函数 int sigismember(const sigset_t *set,int signum);

函数说明 sigismember()用来测试参数signum 表明的信号是否已加入至参数set信号集里。若是信号集里已有该信号则返回1，不然返回0。

返回值信号集已有该信号则返回1，没有则返回0。若是有错误则返回-1。

错误代码 EFAULT 参数set指针地址没法存取
EINVAL 参数signum 非合法的信号编号

signal（设置信号处理方式）
相关函数 sigaction，kill，raise

表头文件 #include

定义函数 void (*signal(int signum,void(* handler)(int)))(int);

函数说明 signal()会依参数signum 指定的信号编号来设置该信号的处理函数。当指定的信号到达时就会跳转到参数handler指定的函数执行。若是参数handler不是函数指针，则必须是下列两个常数之一:
SIG_IGN 忽略参数signum指定的信号。
SIG_DFL 将参数signum 指定的信号重设为核心预设的信号处理方式。
关于信号的编号和说明，请参考附录D

返回值返回先前的信号处理函数指针，若是有错误则返回SIG_ERR(-1)。

附加说明在信号发生跳转到自定的handler处理函数执行后，系统会自动将此处理函数换回原来系统预设的处理方式，若是要改变此操做请改用sigaction()。

sigpending（查询被搁置的信号）
相关函数 signal，sigaction，sigprocmask，sigsuspend

表头文件 #include

定义函数 int sigpending(sigset_t *set);

函数说明 sigpending()会将被搁置的信号集合由参数set指针返回。

返回值执 行成功则返回0，若是有错误则返回-1。

错误代码 EFAULT 参数set指针地址没法存取
EINTR 此调用被中断。

sigprocmask（查询或设置信号遮罩）
相关函数 signal，sigaction，sigpending，sigsuspend

表头文件 #include

定义函数 int sigprocmask(int how,const sigset_t *set,sigset_t * oldset);

函数说明 sigprocmask()能够用来改变目前的信号遮罩，其操做依参数how来决定
SIG_BLOCK 新的信号遮罩由目前的信号遮罩和参数set 指定的信号遮罩做联集
SIG_UNBLOCK 将目前的信号遮罩删除掉参数set指定的信号遮罩
SIG_SETMASK 将目前的信号遮罩设成参数set指定的信号遮罩。
若是参数oldset不是NULL指针，那么目前的信号遮罩会由此指针返回。

返回值 执行成功则返回0，若是有错误则返回-1。

错误代码 EFAULT 参数set，oldset指针地址没法存取。
EINTR 此调用被中断

sleep（让进程暂停执行一段时间）
相关函数 signal，alarm

表头文件 #include

定义函数 unsigned int sleep(unsigned int seconds);

函数说明 sleep()会令目前的进程暂停，直到达到参数seconds 所指定的时间，或是被信号所中断。

返回值 若进程暂停到参数seconds 所指定的时间则返回0，如有信号中断则返回剩余秒数。