詳解C語言中回調(diào)函數(shù)的含義與使用場景[1]

引言：回調(diào)函數(shù)是 C 語言中函數(shù)指針的一種用法，在一個函數(shù)A中通過函數(shù)指針調(diào)用另一個函數(shù)B的過程稱為回調(diào)（callback），通過函數(shù)指針被調(diào)用的函數(shù)B就是回調(diào)函數(shù)?；卣{(diào)讓函數(shù) B 的代碼更加泛化和抽象，增強了程序的靈活性和可維護性。linux 底層驅(qū)動和 lwip 協(xié)議棧內(nèi)部都大量使用了回調(diào)函數(shù)，回調(diào)函數(shù)實在是 編程人員不得不知的編程技巧。

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在下述程序中函數(shù) test2_cal()中調(diào)用函數(shù)指針 s_cal 指定的函數(shù)執(zhí)行數(shù)值的計算。則s_cal 指定的那些函數(shù)就可以看作一個回調(diào)函數(shù)。

typedef int (*my_calculate_t)(int a, int b);
static int cal_sum(int a, int b)
{printf("now is sum\r\n");
    return a + b;
}
static int cal_sub(int a, int b)
{printf("now is sub\r\n");
    return a - b;
}
static int cal_mul(int a, int b)
{printf("now is mul\r\n");
    return a * b;
}
static my_calculate_t s_cal = cal_sum;
static int test2_cal (int a, int b)
{int result = 0;
    if(s_cal) {result = s_cal(a ,b);
        printf("result=%d\r\n", result);
    }
    return result;
}
void app_main(void)
{printf("init done\r\n");
    int m = 10, n = 1, ret;

    ret = test2_cal(m, n);
}

上述程序中 s_cal 的值為cal_sum()，函數(shù) cal_sum()就是一個回調(diào)函數(shù)；即當前要執(zhí)行的運算為cal_sum定義的加法運算。
當前程序的輸出結(jié)果：

init done
now is sum
result=11

也可以改變 s_cal 的值為cal_sub,cal_mul，它們分別對應(yīng)減法、乘法運算。讀者可自行賦值進行測試。
小結(jié)：從上述測試，我們不難理解，僅僅通過更改一個s_cal函數(shù)指針的值分別指向cal_sum，cal_sub,cal_mul就可以實現(xiàn)整個程序運行不同的運算。運算的接口被統(tǒng)一為test2_cal()，它具備了執(zhí)行多種運算的功能（通過更改s_cal函數(shù)指針的值指定其功能）。另外，從該示例中，對于回調(diào)函數(shù)，我們還認識到它往往具有一個外殼，如本例中的test2_cal()就是外殼，和一個核心，即函數(shù)指針，如本例中的s_cal函數(shù)指針。

回調(diào)對于編寫庫文件有很大的好處，比如我們要實現(xiàn)一個加法，但加法分很多種：整數(shù)的加法、字符串的加法、指針的加法等等。我們可以定義一個統(tǒng)一的add()，并在add()中定義一個函數(shù)指針s_add，通過更改s_add所指的函數(shù)，來適應(yīng)多種數(shù)據(jù)類型的加法。這在C++ 中被稱為“多態(tài)”，即根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)類型，調(diào)用符合該數(shù)據(jù)類型運算的函數(shù)。
同樣的，在編寫驅(qū)動程序時，由于不同的設(shè)備具備不同的特性，初始化時的內(nèi)容可能不一樣。使用回調(diào)函數(shù)，可以通過改變對應(yīng)的函數(shù)指針的值，來指向不同的設(shè)備的初始化函數(shù)，實現(xiàn)能夠兼容許多設(shè)備的驅(qū)動程序。

動態(tài)改變回調(diào)函數(shù)的實現(xiàn)的方法：

如上所示，回調(diào)函數(shù)是通過函數(shù)指針來調(diào)用的。因此想改變回調(diào)函數(shù)的功能，就是研究如何改變函數(shù)指針的值。主要有以下三種方法：

1）編譯時直接賦值

如上一節(jié)所示的示例，通過對函數(shù)指針s_cal賦值，可以改變函數(shù)test2_cal()實際運行的計算。這在編譯時就知道要將函數(shù)指針s_cal賦予的值的情況下，可以使用。若在編譯的時候不知道具體要將s_cal賦予什么值，或者需要程序運行時動態(tài)地改變s_cal的值，直接賦值的方法無法正常使用。

2）運行時實現(xiàn)動態(tài)注冊

運行時，可以通過其他函數(shù)對函數(shù)指針進行賦值，在程序運行的時候，動態(tài)地改變函數(shù)的行為。
示例：

typedef int (*my_calculate_t)(int a, int b);

static int cal_sum(int a, int b)
{printf("now is sum\r\n");
    return a + b;
}

static int cal_sub(int a, int b)
{printf("now is sub\r\n");
    return a - b;
}

static int cal_mul(int a, int b)
{printf("now is mul\r\n");
    return a * b;
}

static my_calculate_t s_cal = cal_sum;

static int test2_cal (int a, int b)
{int result = 0;
    if(s_cal) {result = s_cal(a ,b);
        printf("result=%d\r\n", result);
    }
    return result;
}

static void my_cal_calculate_register(my_calculate_t cal)
{s_cal = cal;
}

static void my_cal_calculate_unregister(void)
{s_cal = NULL;
}

void app_main(void)
{printf("init done\r\n");
    int m = 10, n = 2, ret;

    ret = test2_cal(m, n);

    my_cal_calculate_register(cal_sub);
    ret = test2_cal(m, n);
    my_cal_calculate_unregister();

    my_cal_calculate_register(cal_mul);
    ret = test2_cal(m, n);
    my_cal_calculate_unregister();
}

運行結(jié)果：

init done
now is sum
result=12
now is sub
result=8
now is mul
result=20

小結(jié):上述程序通過函數(shù)my_cal_calculate_register()動態(tài)地改變函數(shù)指針s_cal的值，從而實現(xiàn)在函數(shù)中動態(tài)地改變test2_cal功能的目的。一些庫文件的源代碼是不開放的，因此，一些庫中使用這種通過動態(tài)注冊函數(shù)的方法來動態(tài)地指定庫函數(shù)實際功能。

3）作為函數(shù)參數(shù)傳遞到指定的函數(shù)內(nèi)

typedef int (*my_calculate_t)(int a, int b);

static int cal_sum(int a, int b)
{printf("now is sum\r\n");
    return a + b;
}

static int cal_sub(int a, int b)
{printf("now is sub\r\n");
    return a - b;
}

static int cal_mul(int a, int b)
{printf("now is mul\r\n");
    return a * b;
}

static int test1_cal (my_calculate_t actual_cal, int a, int b)
{int result = 0;
    result = actual_cal(a ,b);
    printf("result=%d\r\n", result);
    return result;
}

void app_main(void)
{printf("init done\r\n");
    int m = 10, n = 2, ret;

    ret = test1_cal(cal_sum, m, n);
    ret = test1_cal(cal_sub, m, n);
    ret = test1_cal(cal_mul, m, n);
}

運行結(jié)果：

init done
now is sum
result=12
now is sub
result=8
now is mul
result=20

小結(jié)：上面的示例在調(diào)用 test1_cal() 時，通過傳遞要運行的運算函數(shù)，實現(xiàn)同一個函數(shù)test1_cal執(zhí)行多個功能。同名函數(shù)傳遞不同參數(shù)執(zhí)行不同的功能，也是增強函數(shù)兼容性的常見方法。

總結(jié)

本篇文章重點簡述了回調(diào)、回調(diào)函數(shù)的概念。本質(zhì)上，回調(diào)函數(shù)是 C 語言中函數(shù)指針的一種用法。回調(diào)函數(shù)用于在統(tǒng)一的接口內(nèi)，實現(xiàn)可以動態(tài)地改變函數(shù)的功能。
回調(diào)函數(shù)的實現(xiàn)至少需要兩個函數(shù)，一個是外殼，一個是可以通過函數(shù)指針指定實際的被執(zhí)行的函數(shù)。
動態(tài)改變回調(diào)函數(shù)的實現(xiàn)的方法主要有三種：
1）編譯時直接賦值
2）運行時實現(xiàn)動態(tài)注冊
3）作為函數(shù)參數(shù)傳遞到指定的函數(shù)內(nèi)
下一節(jié)：回調(diào)函數(shù)的典型使用場景
（碼字不易，謝謝點贊或收藏）

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