回调函数（callback） python / c++ 演示

什么是回调函数？

咱们绕点远路来回答这个问题。

编程分为两类：系统编程（system programming）和应用编程（application programming）。所谓系统编程，简单来讲，就是编写库；而应用编程就是利用写好的各类库来编写具某种功用的程序，也就是应用。系统程序员会给本身写的库留下一些接口，即API（application programming interface，应用编程接口），以供应用程序员使用编写更上层的应用程序。因此在抽象层的图示里，库位于应用的下面一层。

 

打个比方， 有一家旅馆提供叫醒服务，可是要求旅客(开发者) 本身决定叫醒的方法。能够是打客房电话，也能够是派服务员去敲门，还能够要求往本身头上浇盆水。这里，“叫醒”这个行为是旅馆提供的，至关于 库函数，可是叫醒的方式是 由旅客(开发者)决定并告诉旅馆的，也就是 回调函数。而旅客告诉旅馆怎么叫醒本身的动做，也就是把回调函数传入库函数的动做，称为 登记回调函数（to register a callback function）。以下图所示（图片来源：维基百科）：

能够看到，回调函数一般和应用处于同一抽象层（由于传入什么样的回调函数是在应用级别决定的）。而回调就成了一个高层(Main program) 调用底层 库函数，底层再回过头来调用高层 回调函数 的过程。（我认为）这应该是回调最先的应用之处，也是其得名如此的缘由。

 PYTHON 演示 

回调机制的优点

从上面的例子能够看出，回调机制提供了很是大的灵活性。请注意，从如今开始，咱们把图中的库函数改称为中间函数了，这是由于回调并不只仅用在应用和库之间。任什么时候候，只要想得到相似于上面状况的灵活性，均可以利用回调。

这种灵活性是怎么实现的呢？乍看起来，回调彷佛只是函数间的调用，但仔细一琢磨，能够发现二者之间的一个关键的不一样：在回调中，咱们利用某种方式，把回调函数像参数同样传入中间函数。能够这么理解，在传入一个回调函数以前，中间函数是不完整的。换句话说，程序能够在运行时，经过登记不一样的回调函数，来决定、改变中间函数的行为。这就比简单的函数调用要灵活太多了。请看下面这段Python写成的回调的简单示例：

`even.py`

#回调函数1
#生成一个2k形式的偶数
def double(x):
    return x * 2
    
#回调函数2
#生成一个4k形式的偶数
def quadruple(x):
    return x * 4

`callback_demo.py`

from even import *

#中间函数
#接受一个生成偶数的函数做为参数
#返回一个奇数
def getOddNumber(k, getEvenNumber):
    return 1 + getEvenNumber(k)
    
#起始函数，这里是程序的主函数
def main():    
    k = 1
    #当须要生成一个2k+1形式的奇数时
    i = getOddNumber(k, double)
    print(i)
    #当须要一个4k+1形式的奇数时
    i = getOddNumber(k, quadruple)
    print(i)
    #当须要一个8k+1形式的奇数时
    i = getOddNumber(k, lambda x: x * 8)
    print(i)
    
if __name__ == "__main__":
    main()

 

运行`callback_demp.py`，输出以下：

3
5
9

上面的代码里，给`getOddNumber`传入不一样的回调函数，它的表现也不一样，这就是回调机制的优点所在。值得一提的是，上面的第三个回调函数是一个匿名函数。

易被忽略的第三方

经过上面的论述可知，中间函数和回调函数是回调的两个必要部分，不过人们每每忽略了回调里的第三位要角，就是中间函数的调用者。绝大多数状况下，这个调用者能够和程序的主函数等同起来，但为了表示区别，我这里把它称为起始函数（如上面的代码中注释所示）。

之因此特地强调这个第三方，是由于我在网上读相关文章时获得一种印象，不少人把它简单地理解为两个个体之间的来回调用。譬如，不少中文网页在解释“回调”（callback）时，都会提到这么一句话：“If you call me, I will call you back.”我没有查到这句英文的出处。我我的揣测，不少人把起始函数和回调函数看做为一体，大概有两个缘由：第一，多是“回调”这一名字的误导；第二，给中间函数传入什么样的回调函数，是在起始函数里决定的。实际上，回调并非“你我”两方的互动，而是ABC的三方联动。有了这个清楚的概念，在本身的代码里实现回调时才不容易混淆出错。

另外，回调实际上有两种：阻塞式回调和延迟式回调。二者的区别在于：阻塞式回调里，回调函数的调用必定发生在起始函数返回以前；而延迟式回调里，回调函数的调用有多是在起始函数返回以后。这里不打算对这两个几率作更深刻的讨论，之因此把它们提出来，也是为了说明强调起始函数的重要性。网上的不少文章，提到这两个概念时，只是笼统地说阻塞式回调发生在主调函数返回以前，却没有明确这个主调函数究竟是起始函数仍是中间函数，难免让人糊涂，因此这里特地说明一下。另外还请注意，本文中所举的示例均为阻塞式回调。延迟式回调一般牵扯到多线程，我本身尚未彻底搞明白，因此这里就很少说了

 

 

 C++ 演示

可是为何要使用回调函数呢？咱们须要理解回调函数设计原理

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。