LV01-09-C语言-回调函数

发表于 2022-06-19 分类于嵌入式开发， 01HQ课程体系， LV01-C语言基础本文字数： 2.5k 阅读时长 ≈ 9 分钟

本文主要是C语言基础——回调函数相关笔记，若笔记中有错误或者不合适的地方，欢迎批评指正😃。

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参考方向	参考原文
回调函数	C语言中的回调函数（Callback Function）
回调函数	维基百科——回调函数

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1.什么是回调函数？

回调函数就是一个通过函数指针调用的函数。其实就是我们自己定义一个函数，自己实现了相应的函数功能，然后把这个函数（入口地址）作为参数传入其他使用者（或系统）的函数中，由其他使用者（或系统）的函数在运行时来调用的函数。函数是我们自己实现的，但由其他使用者（或系统）的函数在运行时通过参数传递的方式调用，这就是所谓的回调函数。

在维基百科中，它是这样定义的：在计算机程序设计中，回调函数，或简称回调（ Callback 即 call then back 被主函数调用运算后会返回主函数），是指通过参数将函式传递到其它代码的，某一块可执行代码的引用。这一设计允许了底层代码调用在高层定义的子程序。

好像还是不怎么理解，后来在 Stack Overflow 看到了某位大神简洁明了的表述： A “callback” is any function that is called by another function which takes the first function as a parameter 。意思大概就是，函数 F1 调用函数 F2 的时候，函数 F1 通过参数给函数 F2 传递了另外一个函数 F3 的指针，在函数 F2 执行的过程中，函数 F2 调用了函数 F3 ，这个动作就叫做回调（ Callback ），而先被当做指针传入、后面又被回调的函数 F3 就是回调函数。

需要注意的是回调函数并不是 C 语言特有的，几乎任何语言都有回调函数。在 C 语言中，我们通过使用函数指针来实现回调函数。

2.为什么使用回调函数？

为什么不像普通函数调用那样，在回调的地方直接写函数的名字？这样不可以吗？我们在网上会看到解析回调函数的很多例子，其实完全可以用普通函数调用来实现的。那回调函数究竟有什么优点，能够让我们写程序的时候选择这种函数呢？它的优点就是可以解耦，它是一种去耦合的技巧，解耦又是什么意思？我们先来看一张图，这张图来自于维基百科：

为了便于理解，我们写一个例子：

#include<stdio.h>
#include<softwareLib.h> /* 包含 Library Function 声明所在 Software library 库的头文件 */

/* 回调函数 Callback Function */
int Callback() 
{
    // TODO
    return 0;
}
/* 主函数 Main program */
int main() 
{
    // TODO
    Library(Callback);
    // TODO
    return 0;
}

从表面上看，回调似乎只是函数间的调用，和普通函数调用没什么太大的区别。但是，仔细看，我们会发现在回调中，主程序把回调函数像参数一样传入库函数。这样有什么好处？只要我们改变传进库函数的参数，就可以根据传入的参数实现不同的功能，这样是很灵活的，而且不需要修改库函数的实现，这就是解耦。

另外，主函数和回调函数是在同一层的，而库函数在另外一层，这是什么意思？如果库函数对我们不可见，也就是我们无法看到库函数的实现的话，我们也修改不了库函数的实现，所以也就无法通过修改库函数，让库函数调用普通函数那样实现，那我们想要通过这个库函数执行不同的函数吗，实现不同的功能，但是我们又无法修改库函数，这怎么办？如此这般，那我们就只能通过传入不同的回调函数了。

3.回调函数实现机制

（1）定义一个回调函数，并声明；

这与我们平时定义函数的方式没有什么不同之处，因为回调函数也是一个函数而已，只不过它并不是直接被主程序调用，而是通过一个函数指针来实现该函数的调用。

（2）定义实现回调函数的”调用函数”

当我们定义了回调函数的时候，肯定还需要一个函数指针指向这个回调函数才行，一般这个函数指针会存在于另一个函数的形参列表中，这个所谓的另一个函数就是实现回调函数的调用函数，一般格式如下：

<数据类型> <函数名称>(<形参列表>)
{
    语句块;
}

其中的数据类型、函数名称和形参列表与普通函数定义是一样，只是形参列表稍有不同，形参列表中需要有一个函数指针，用于指向一个回调函数（经过后边的学习，这里可以直接是一个函数指针，若传入的形参是结构体，那这个函数指针也可以存在于形参结构体的某个成员中，例如后边学到的 sigaction 函数）。

（3）当特定的事件或者条件发生的时候，调用者使用函数指针调用回调函数对事件进行处理。

这一般是在需要调用回调函数实现功能的时候，就会调用一个带有函数函数指针参数的函数，通过该函数去调用回调函数。

点击查看实例

/* 定义回调函数 */
void printfTest() 
{
    printf("Hello World!\n");
}

/* 定义实现回调函数的"调用函数" */
void callPrintfTest(void (*callFunc)())
{
    callFunc();
}

/* 实现函数回调 */
int main(int argc,char* argv[])
{
    callPrintfTest(PrintfTest);
    return 0;
}

4.自定义回调函数

上边我们已经了解过回调函数的实现机制，下边就来看一看怎么自定义一个回调函数吧。

点击查看实例

test.c

#include <stdio.h>

int func1(char *p);
int callFunc1(int (*callFuncBack)(char *p), char *p);

int main(int arc, char *argv[])
{
	char *p = "fanhua!";
	callFunc1(func1, p);
	
	return 0;
}

/**
 * @Function: func1
 * @Description: 回调函数
 * @param p : 传入给回调函数的参数
 * @return  : 0
 */
int func1(char *p)
{
	printf("This is func1! p = %s\n", p);
	return 0;
}

/**
 * @Function: callFunc1
 * @Description: 调用回调函数的函数
 * @param callFuncBack : 回调函数的名称
 * @param p : 传入给回调函数的参数
 * @return  : 0
 */
int callFunc1(int (*callFuncBack)(char *p), char *p)
{
	printf("This is callFunc1! p = %s\n", p);
	callFuncBack(p);
	return 0;
}

在终端执行以下命令编译程序：

1 2	gcc test.c -Wall # 生成可执行文件 a.out ./a.out # 执行可执行程序

然后，终端会有以下信息显示：

1 2	This is callFunc1! p = fanhua! This is func1! p = fanhua!

关于 int (*callFuncBack)(char *p) 的解释，前边函数一节的笔记分析的很详细了，若是借 typedef 来帮个忙，将函数中的函数指针定义成一个类型的话，后边可能会更加方便些：

1	typedef int (callFuncBack)(char p);

如此，上边用于调用回调函数的函数声明就可以修改为下边这样：

1	int callFunc1(callFuncBack pCallFuncBack, char *p);

点击查看修改后实例

test.c

#include <stdio.h>

typedef int (*callFuncBack)(char *p);

int func1(char *p);
int callFunc1(callFuncBack pCallFuncBack, char *p);

int main(int arc, char *argv[])
{
	char *p = "fanhua!";
	callFunc1(func1, p);
	
	return 0;
}

/**
 * @Function: func1
 * @Description: 回调函数
 * @param p : 传入给回调函数的参数
 * @return  : 0
 */
int func1(char *p)
{
	printf("This is func1! p = %s\n", p);
	return 0;
}

/**
 * @Function: callFunc1
 * @Description: 调用回调函数的函数
 * @param pCallFuncBack : 回调函数的名称
 * @param p : 传入给回调函数的参数
 * @return  : 0
 */
int callFunc1(callFuncBack pCallFuncBack, char *p)
{
	printf("This is callFunc1! p = %s\n", p);
	pCallFuncBack(p);
	return 0;
}

在终端执行以下命令编译程序：

1 2	gcc test.c -Wall # 生成可执行文件 a.out ./a.out # 执行可执行程序

然后，终端会有以下信息显示：

1 2	This is callFunc1! p = fanhua! This is func1! p = fanhua!