C回调函数

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在面试的时候被问到什么是回调函数，我是属于会用但不懂概念的那类，即知其然不知其因此然。特查询见此篇文章解释很清晰，故转载保留。

什么是回调函数

咱们先来看看百度百科是如何定义回调函数的：

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，当这个指针被用来调用其所指向的函数时，咱们就说这是回调函数。回调函数不是由该函数的实现方直接调用，而是在特定的事件或条件发生时由另外的一方调用的，用于对该事件或条件进行响应。

这段话比较长，也比较绕口。下面我经过一幅图来讲明什么是回调：

假设咱们要使用一个排序函数来对数组进行排序，那么在主程序(Main program)中，咱们先经过库，选择一个库排序函数(Library function)。但排序算法有不少，有冒泡排序，选择排序，快速排序，归并排序。同时，咱们也可能须要对特殊的对象进行排序，好比特定的结构体等。库函数会根据咱们的须要选择一种排序算法，而后调用实现该算法的函数来完成排序工做。这个被调用的排序函数就是回调函数(Callback function)。

结合这幅图和上面对回调函数的解释，咱们能够发现，要实现回调函数，最关键的一点就是要将函数的指针传递给一个函数(上图中是库函数)，而后这个函数就能够经过这个指针来调用回调函数了。注意，回调函数并非C语言特有的，几乎任何语言都有回调函数。在C语言中，咱们经过使用函数指针来实现回调函数。那函数指针是什么？不着急，下面咱们就先来看看什么是函数指针。

什么是函数指针

函数指针也是一种指针，只是它指向的不是整型，字符型而是函数。在C中，每一个函数在编译后都是存储在内存中，而且每一个函数都有一个入口地址，根据这个地址，咱们即可以访问并使用这个函数。函数指针就是经过指向这个函数的入口，从而调用这个函数。

函数指针的使用

函数指针的定义

函数指针虽然也是指针，但它的定义方式却和其余指针看上去很不同，咱们来看看它是如何定义的：

/* 方法1 */ void (*p_func)(int, int, float) = NULL; /* 方法2 */ typedef void (*tp_func)(int, int, float); tp_func p_func = NULL;

这两种方式都是定义了一个指向返回值为 void 类型，参数为 (int, int, float) 的函数指针。第二种方法是为了让函数指针更容易理解，尤为是在复杂的环境下；而对于通常的函数指针，直接用第一种方法就好了。
若是以前没见过函数指针，可能会以为函数指针的定义比较怪，为何不是 void ()(int, int, float) *p_func 而是 void (*p_func)(int, int, float) 这种形式？这个问题我也不知道，也不必纠结，花点时间理解下它与普通指针的区别，实在不行就先记住它的形式。

函数指针的赋值

在定义完函数指针后，咱们就须要给它赋值了咱们有两种方式对函数指针进行赋值：

void (*p_func)(int, int, float) = NULL; p_func = &func1; p_func = func2;

上面两种方法都是合法的，对于第二种方法，编译器会隐式地将 func_2 由 void ()(int, int, float) 类型转换成 void (*)(int, int, float) 类型，所以，这两种方法都行。

使用函数指针调用函数

由于函数指针也是指针，所以可使用常规的带 * 的方法来调用函数。和函数指针的赋值同样，咱们也可使用两种方法：

/* 方法1 */ int val1 = p_func(1,2,3.0); /* 方法2 */ int val2 = (*p_func)(1,2,3.0);

方法1和咱们平时直接调用函数是同样的，方法2则是用了 * 对函数指针取值，从而实现对函数的调用。

将函数指针做为参数传给函数

函数指针和普通指针同样，咱们能够将它做为函数的参数传递给函数，下面咱们看看如何实现函数指针的传参：

/* func3 将函数指针 p_func 做为其形参 */ void func3(int a, int b, float c, void (*p_func)(int, int, float)) { (*p_func)(a, b, c); } /* func4 调用函数func3 */ void func4() { func3(1, 2, 3.0, func_1); /* 或者 func3(1, 2, 3.0, &func_1); */ }

函数指针做为函数返回类型

有了上面的基础，要写出返回类型为函数指针的函数应该不难了，下面这个例子就是返回类型为函数指针的函数：

void (* func5(int, int, float ))(int, int) { ... }

在这里， func5 以 (int, int, float) 为参数，其返回类型为 void (*)(int, int) 。

函数指针数组

在开始讲解回调函数前，最后介绍一下函数指针数组。既然函数指针也是指针，那咱们就能够用数组来存放函数指针。下面咱们看一个函数指针数组的例子：

/* 方法1 */ void (*func_array_1[5])(int, int, float); /* 方法2 */ typedef void (*p_func_array)(int, int, float); p_func_array func_array_2[5];

上面两种方法均可以用来定义函数指针数组，它们定义了一个元素个数为5，类型是 void (*)(int, int, float) 的函数指针数组。

回调函数

咱们前面谈的都是函数指针，如今咱们回到正题，来看看回调函数究竟是怎样实现的。下面是一个四则运算的简单回调函数例子：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

/****************************************
 * 函数指针结构体
 ***************************************/
typedef struct _OP {
    float (*p_add)(float, float); 
    float (*p_sub)(float, float); 
    float (*p_mul)(float, float); 
    float (*p_div)(float, float); 
} OP; 

/****************************************
 * 加减乘除函数
 ***************************************/
float ADD(float a, float b) 
{
    return a + b;
}

float SUB(float a, float b) 
{
    return a - b;
}

float MUL(float a, float b) 
{
    return a * b;
}

float DIV(float a, float b) 
{
    return a / b;
}

/****************************************
 * 初始化函数指针
 ***************************************/
void init_op(OP *op)
{
    op->p_add = ADD;
    op->p_sub = SUB;
    op->p_mul = &MUL;
    op->p_div = &DIV;
}

/****************************************
 * 库函数
 ***************************************/
float add_sub_mul_div(float a, float b, float (*op_func)(float, float))
{
    return (*op_func)(a, b);
}

int main(int argc, char *argv[]) 
{
    OP *op = (OP *)malloc(sizeof(OP)); 
    init_op(op);
    
    /* 直接使用函数指针调用函数 */ 
    printf("ADD = %f, SUB = %f, MUL = %f, DIV = %f\n", (op->p_add)(1.3, 2.2), (*op->p_sub)(1.3, 2.2), 
            (op->p_mul)(1.3, 2.2), (*op->p_div)(1.3, 2.2));
     
    /* 调用回调函数 */ 
    printf("ADD = %f, SUB = %f, MUL = %f, DIV = %f\n", 
            add_sub_mul_div(1.3, 2.2, ADD), 
            add_sub_mul_div(1.3, 2.2, SUB), 
            add_sub_mul_div(1.3, 2.2, MUL), 
            add_sub_mul_div(1.3, 2.2, DIV));

    return 0; 
}

这个例子有点长，我一步步地来说解如何使用回调函数。

第一步

要完成加减乘除，咱们须要定义四个函数分别实现加减乘除的运算功能，这几个函数就是:

/**************************************** * 加减乘除函数 ***************************************/ float ADD(float a, float b) { return a + b; } float SUB(float a, float b) { return a - b; } float MUL(float a, float b) { return a * b; } float DIV(float a, float b) { return a / b; }

第二步

咱们须要定义四个函数指针分别指向这四个函数：

/**************************************** * 函数指针结构体 ***************************************/ typedef struct _OP { float (*p_add)(float, float); float (*p_sub)(float, float); float (*p_mul)(float, float); float (*p_div)(float, float); } OP; /**************************************** * 初始化函数指针 ***************************************/ void init_op(OP *op) { op->p_add = ADD; op->p_sub = SUB; op->p_mul = &MUL; op->p_div = ÷ }

第三步

咱们须要建立一个“库函数”，这个函数以函数指针为参数，经过它来调用不一样的函数：

/**************************************** * 库函数 ***************************************/ float add_sub_mul_div(float a, float b, float (*op_func)(float, float)) { return (*op_func)(a, b); }

第四步

当这几部都完成后，咱们就能够开始调用回调函数了：

/* 调用回调函数 */ printf("ADD = %f, SUB = %f, MUL = %f, DIV = %f\n", add_sub_mul_div(1.3, 2.2, op->p_add), add_sub_mul_div(1.3, 2.2, op->p_sub), add_sub_mul_div(1.3, 2.2, MUL), add_sub_mul_div(1.3, 2.2, DIV));

简单的四部即可以实现回调函数。在这四步中，咱们甚至能够省略第二步，直接将函数名传入“库函数”，好比上面的乘法和除法运算。回调函数的核心就是函数指针，只要搞懂了函数指针再学回调函数，那真是手到擒来了。