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(gè)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(gè)函數(shù),當(dāng)這個(gè)指針被用為調(diào)用它所指向的函數(shù)時(shí),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(gè)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(gè)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(shí),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(shí)要在程序中設(shè)置一個(gè)計(jì)時(shí)器,每到一定時(shí)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(shí),就需有一個(gè)特定原型的函數(shù)指針,用這個(gè)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(gè)回調(diào)函數(shù)來通知計(jì)時(shí)器,而且,萬一沒有提供回調(diào)函數(shù),它還會把一個(gè)消息發(fā)往程序的消息隊(duì)列。
另一個(gè)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(gè)窗口調(diào)用一個(gè)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(gè)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(shí),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(gè)簡單的回調(diào)函數(shù)實(shí)現(xiàn) 下面創(chuàng)建了一個(gè)sort.dll的動(dòng)態(tài)鏈接庫,它導(dǎo)出了一個(gè)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(gè)方法:Bubblesort()和Quicksort(),這兩個(gè)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(gè)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(gè)數(shù)。
·int elem_size:數(shù)組中一個(gè)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(gè)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(gè)元素哪個(gè)排在前面,而函數(shù)中有一個(gè)回調(diào)函數(shù),其地址是作為一個(gè)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(gè)用于比較的元素的地址,并返回以下的某個(gè)值(庫的編寫者和使用者都必須遵守這個(gè)約定):
·-1:如果第一個(gè)元素較小,那它在已排序好的數(shù)組中,應(yīng)該排在第二個(gè)元素前面。
·0:如果兩個(gè)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(gè)元素較大,那在已排序好的數(shù)組中,它應(yīng)該排第二個(gè)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(gè)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(gè)回調(diào)函數(shù),其地址要傳遞給Bubblesort()函數(shù)。下面有二個(gè)簡單的示例,一個(gè)比較兩個(gè)整數(shù),而另一個(gè)比較兩個(gè)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(gè)程序,用于測試以上所有的代碼,它傳遞了一個(gè)有5個(gè)元素的數(shù)組給Bubblesort()和Quicksort(),同時(shí)還傳遞了一個(gè)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(gè)回調(diào)函數(shù),這樣編程起來靈活性就比較大了。