簡介
對于很多初學(xué)者來說，往往覺得回調(diào)函數(shù)很神秘，很想知道回調(diào)函數(shù)的工作原理。本文將要解釋什么是回調(diào)函數(shù)、它們有什么好處、為什么要使用它們等等問題，在開始之前，假設(shè)你已經(jīng)熟知了函數(shù)指針。
什么是回調(diào)函數(shù)？
簡而言之，回調(diào)函數(shù)就是一個通過函數(shù)指針調(diào)用的函數(shù)。如果你把函數(shù)的指針（地址）作為參數(shù)傳遞給另一個函數(shù)，當(dāng)這個指針被用為調(diào)用它所指向的函數(shù)時，我們就說這是回調(diào)函數(shù)。
為什么要使用回調(diào)函數(shù)？
因?yàn)榭梢园颜{(diào)用者與被調(diào)用者分開。調(diào)用者不關(guān)心誰是被調(diào)用者，所有它需知道的，只是存在一個具有某種特定原型、某些限制條件（如返回值為int）的被調(diào)用函數(shù)。
如果想知道回調(diào)函數(shù)在實(shí)際中有什么作用，先假設(shè)有這樣一種情況，我們要編寫一個庫，它提供了某些排序算法的實(shí)現(xiàn)，如冒泡排序、快速排序、shell排序、shake排序等等，但為使庫更加通用，不想在函數(shù)中嵌入排序邏輯，而讓使用者來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的邏輯；或者，想讓庫可用于多種數(shù)據(jù)類型（int、float、string），此時，該怎么辦呢？可以使用函數(shù)指針，并進(jìn)行回調(diào)。
回調(diào)可用于通知機(jī)制，例如，有時要在程序中設(shè)置一個計(jì)時器，每到一定時間，程序會得到相應(yīng)的通知，但通知機(jī)制的實(shí)現(xiàn)者對我們的程序一無所知。而此時，就需有一個特定原型的函數(shù)指針，用這個指針來進(jìn)行回調(diào)，來通知我們的程序事件已經(jīng)發(fā)生。實(shí)際上，SetTimer() API使用了一個回調(diào)函數(shù)來通知計(jì)時器，而且，萬一沒有提供回調(diào)函數(shù)，它還會把一個消息發(fā)往程序的消息隊(duì)列。
另一個使用回調(diào)機(jī)制的API函數(shù)是EnumWindow()，它枚舉屏幕上所有的頂層窗口，為每個窗口調(diào)用一個程序提供的函數(shù)，并傳遞窗口的處理程序。如果被調(diào)用者返回一個值，就繼續(xù)進(jìn)行迭代，否則，退出。EnumWindow()并不關(guān)心被調(diào)用者在何處，也不關(guān)心被調(diào)用者用它傳遞的處理程序做了什么，它只關(guān)心返回值，因?yàn)榛诜祷刂担鼘⒗^續(xù)執(zhí)行或退出。
不管怎么說，回調(diào)函數(shù)是繼續(xù)自C語言的，因而，在C++中，應(yīng)只在與C代碼建立接口，或與已有的回調(diào)接口打交道時，才使用回調(diào)函數(shù)。除了上述情況，在C++中應(yīng)使用虛擬方法或函數(shù)符（functor），而不是回調(diào)函數(shù)。
一個簡單的回調(diào)函數(shù)實(shí)現(xiàn)
下面創(chuàng)建了一個sort.dll的動態(tài)鏈接庫，它導(dǎo)出了一個名為CompareFunction的類型--typedef int (__stdcall *CompareFunction)(const byte*, const byte*)，它就是回調(diào)函數(shù)的類型。另外，它也導(dǎo)出了兩個方法：Bubblesort()和Quicksort()，這兩個方法原型相同，但實(shí)現(xiàn)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); |
這兩個函數(shù)接受以下參數(shù)：
·byte * array：指向元素?cái)?shù)組的指針（任意類型）。
·int size：數(shù)組中元素的個數(shù)。
·int elem_size：數(shù)組中一個元素的大小，以字節(jié)為單位。
·CompareFunction cmpFunc：帶有上述原型的指向回調(diào)函數(shù)的指針。
這兩個函數(shù)的會對數(shù)組進(jìn)行某種排序，但每次都需決定兩個元素哪個排在前面，而函數(shù)中有一個回調(diào)函數(shù)，其地址是作為一個參數(shù)傳遞進(jìn)來的。對編寫者來說，不必介意函數(shù)在何處實(shí)現(xiàn)，或它怎樣被實(shí)現(xiàn)的，所需在意的只是兩個用于比較的元素的地址，并返回以下的某個值（庫的編寫者和使用者都必須遵守這個約定）：
·-1：如果第一個元素較小，那它在已排序好的數(shù)組中，應(yīng)該排在第二個元素前面。
·0：如果兩個元素相等，那么它們的相對位置并不重要，在已排序好的數(shù)組中，誰在前面都無所謂。
·1：如果第一個元素較大，那在已排序好的數(shù)組中，它應(yīng)該排第二個元素后面。
基于以上約定，函數(shù)Bubblesort()的實(shí)現(xiàn)如下，Quicksort()就稍微復(fù)雜一點(diǎn)：
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++)
{
//回調(diào)比較函數(shù)
if(1 == (*cmpFunc)(array+j*elem_size,array+(j+1)*elem_size))
{
//兩個相比較的元素相交換
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?yàn)閷?shí)現(xiàn)中使用了memcpy()，所以函數(shù)在使用的數(shù)據(jù)類型方面，會有所局限。
對使用者來說，必須有一個回調(diào)函數(shù)，其地址要傳遞給Bubblesort()函數(shù)。下面有二個簡單的示例，一個比較兩個整數(shù)，而另一個比較兩個字符串：
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);
} |
下面另有一個程序，用于測試以上所有的代碼，它傳遞了一個有5個元素的數(shù)組給Bubblesort()和Quicksort()，同時還傳遞了一個指向回調(diào)函數(shù)的指針。
int main(int argc, char* argv[])
{
int i;
int array[] = {5432, 4321, 3210, 2109, 1098};
cout << "Before sorting ints with Bubblesort\n";
for(i=0; i < 5; i++)
cout << array[i] << '\n';
Bubblesort((byte*)array, 5, sizeof(array[0]), &CompareInts);
cout << "After the sorting\n";
for(i=0; i < 5; i++)
cout << array[i] << '\n';
const char str[5][10] = {"estella","danielle","crissy","bo","angie"};
cout << "Before sorting strings with Quicksort\n";
for(i=0; i < 5; i++)
cout << str[i] << '\n';
Quicksort((byte*)str, 5, 10, &CompareStrings);
cout << "After the sorting\n";
for(i=0; i < 5; i++)
cout << str[i] << '\n';
return 0;
} |
如果想進(jìn)行降序排序（大元素在先），就只需修改回調(diào)函數(shù)的代碼，或使用另一個回調(diào)函數(shù)，這樣編程起來靈活性就比較大了。
調(diào)用約定
上面的代碼中，可在函數(shù)原型中找到__stdcall，因?yàn)樗噪p下劃線打頭，所以它是一個特定于編譯器的擴(kuò)展，說到底也就是微軟的實(shí)現(xiàn)。任何支持開發(fā)基于Win32的程序都必須支持這個擴(kuò)展或其等價物。以__stdcall標(biāo)識的函數(shù)使用了標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用約定，為什么叫標(biāo)準(zhǔn)約定呢，因?yàn)樗械腤in32 API（除了個別接受可變參數(shù)的除外）都使用它。標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用約定的函數(shù)在它們返回到調(diào)用者之前，都會從堆棧中移除掉參數(shù)，這也是Pascal的標(biāo)準(zhǔn)約定。但在C/C++中，調(diào)用約定是調(diào)用者負(fù)責(zé)清理堆棧，而不是被調(diào)用函數(shù)；為強(qiáng)制函數(shù)使用C/C++調(diào)用約定，可使用__cdecl。另外，可變參數(shù)函數(shù)也使用C/C++調(diào)用約定。
Windows操作系統(tǒng)采用了標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用約定（Pascal約定），因?yàn)槠淇蓽p小代碼的體積。這點(diǎn)對早期的Windows來說非常重要，因?yàn)槟菚r它運(yùn)行在只有640KB內(nèi)存的電腦上。
如果你不喜歡__stdcall，還可以使用CALLBACK宏，它定義在windef.h中：
#define CALLBACK __stdcallor
#define CALLBACK PASCAL //而PASCAL在此被#defined成__stdcall |
作為回調(diào)函數(shù)的C++方法 因?yàn)槠綍r很可能會使用到C++編寫代碼，也許會想到把回調(diào)函數(shù)寫成類中的一個方法，但先來看看以下的代碼：
class CCallbackTester
{
public:
int CALLBACK CompareInts(const byte* velem1, const byte* velem2);
};
Bubblesort((byte*)array, 5, sizeof(array[0]),
&CCallbackTester::CompareInts); |
如果使用微軟的編譯器，將會得到下面這個編譯錯誤：
| error C2664: 'Bubblesort' : cannot convert parameter 4 from 'int (__stdcall CCallbackTester::*)(const unsigned char *,const unsigned char *)' to 'int (__stdcall *)(const unsigned char *,const unsigned char *)' There is no context in which this conversion is possible |
這是因?yàn)榉庆o態(tài)成員函數(shù)有一個額外的參數(shù)：this指針，這將迫使你在成員函數(shù)前面加上static。當(dāng)然，還有幾種方法可以解決這個問題，但限于篇幅，就不再論述了。