C/C++中回调函数初探

什么是回调函数？

简而言之，回调函数就是一个通过函数指针调用的函数。如果你把函数的指针（地址）作为参数传递给另一个函数，当这个指针被用为调用它所指向的函数时，我们就说这是回调函数。

为什么要使用回调函数？

因为可以把调用者与被调用者分开。调用者不关心谁是被调用者，所有它需知道的，只是存在一个具有某种特定原型、某些限制条件（如返回值为int）的被调用函数。

如果想知道回调函数在实际中有什么作用，先假设有这样一种情况，我们要编写一个库，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？可以使用函数指针，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，每到一定时间，程序会得到相应的通知，但通知机制的实现者对我们的程序一无所知。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，来通知我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，而且，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。

另一个使用回调机制的API函数是EnumWindow()，它枚举屏幕上所有的顶层窗口，为每个窗口调用一个程序提供的函数，并传递窗口的处理程序。如果被调用者返回一个值，就继续进行迭代，否则，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做了什么，它只关心返回值，因为基于返回值，它将继续执行或退出。

不管怎么说，回调函数是继续自C语言的，因而，在C++中，应只在与C代码建立接口，或与已有的回调接口打交道时，才使用回调函数。除了上述情况，在C++中应使用虚拟方法或函数符（functor），而不是回调函数。

一个简单的回调函数实现

下面创建了一个sort.dll的动态链接库，它导出了一个名为CompareFunction的类型--typedef int (__stdcall *CompareFunction)(const byte*, const byte*)，它就是回调函数的类型。另外，它也导出了两个方法：Bubblesort()和Quicksort()，这两个方法原型相同，但实现了不同的排序算法。

void DLLDIR __stdcall Bubblesort(byte* array,int size,int elem_size,
CompareFunction cmpFunc);

void DLLDIR __stdcall Quicksort(byte* array,int size,int elem_size,
CompareFunction cmpFunc);

这两个函数接受以下参数：

◆byte * array：指向元素数组的指针（任意类型）。

◆int size：数组中元素的个数。

◆int elem_size：数组中一个元素的大小，以字节为单位。

◆CompareFunction cmpFunc：带有上述原型的指向回调函数的指针。

这两个函数的会对数组进行某种排序，但每次都需决定两个元素哪个排在前面，而函数中有一个回调函数，其地址是作为一个参数传递进来的。对编写者来说，不必介意函数在何处实现，或它怎样被实现的，所需在意的只是两个用于比较的元素的地址，并返回以下的某个值（库的编写者和使用者都必须遵守这个约定）：

◆-1：如果第一个元素较小，那它在已排序好的数组中，应该排在第二个元素前面。

◆0：如果两个元素相等，那么它们的相对位置并不重要，在已排序好的数组中，谁在前面都无所谓。

◆1：如果第一个元素较大，那在已排序好的数组中，它应该排第二个元素后面。

基于以上约定，函数Bubblesort()的实现如下，Quicksort()就稍微复杂一点：

void DLLDIR __stdcall Bubblesort(byte* array,int size,int elem_size,
CompareFunction cmpFunc)

{

　for(int i=0; i < size; i++)

　{

for(int j=0; j < size-1; j++)

{

　//回调比较函数

　if(1 == (*cmpFunc)(array+j*elem_size,array+(j+1)*elem_size))

　{

//两个相比较的元素相交换

byte* temp = new byte[elem_size];

memcpy(temp, array+j*elem_size, elem_size);

memcpy(array+j*elem_size,array+(j+1)*elem_size,elem_size);

memcpy(array+(j+1)*elem_size, temp, elem_size);

delete [] temp;

　}

}

　}

}

注意：因为实现中使用了memcpy()，所以函数在使用的数据类型方面，会有所局限。

对使用者来说，必须有一个回调函数，其地址要传递给Bubblesort()函数。下面有二个简单的示例，一个比较两个整数，而另一个比较两个字符串：

int __stdcall CompareInts(const byte* velem1, const byte* velem2)

{

　int elem1 = *(int*)velem1;

　int elem2 = *(int*)velem2;

　if(elem1 < elem2)

return -1;

　if(elem1 > elem2)

return 1;

　return 0;

}

int __stdcall CompareStrings(const byte* velem1, const byte* velem2)

{

　const char* elem1 = (char*)velem1;

　const char* elem2 = (char*)velem2;

　return strcmp(elem1, elem2);

}