如果參數是一個函數指針,調用者可以傳遞一個函數的地址給實現者,讓實現者去調用它,這稱為回調函數(Callback Function)。例如qsort(3)和bsearch(3)。
表 24.7. 回調函數示例:void func(void (*f)(void *), void *p);
| 調用者 | 實現者 |
|---|---|
|
|
以下是一個簡單的例子。實現了一個repeat_three_times函數,可以把調用者傳來的任何回調函數連續執行三次。
例 24.7. 回調函數
/* para_callback.h */ #ifndef PARA_CALLBACK_H #define PARA_CALLBACK_H typedef void (*callback_t)(void *); extern void repeat_three_times(callback_t, void *); #endif
/* para_callback.c */
#include "para_callback.h"
void repeat_three_times(callback_t f, void *para)
{
f(para);
f(para);
f(para);
}/* main.c */
#include <stdio.h>
#include "para_callback.h"
void say_hello(void *str)
{
printf("Hello %s\n", (const char *)str);
}
void count_numbers(void *num)
{
int i;
for(i=1; i<=(int)num; i++)
printf("%d ", i);
putchar('\n');
}
int main(void)
{
repeat_three_times(say_hello, "Guys");
repeat_three_times(count_numbers, (void *)4);
return 0;
}回顧一下前面幾節的例子,參數類型都是由實現者規定的。而本例中回調函數的參數按什麼類型解釋由調用者規定,對於實現者來說就是一個void *指針,實現者只負責將這個指針轉交給回調函數,而不關心它到底指向什麼數據類型。調用者知道自己傳的參數是char *型的,那麼在自己提供的回調函數中就應該知道參數要轉換成char *型來解釋。
回調函數的一個典型應用就是實現類似C++的泛型算法(Generics Algorithm)。下面實現的max函數可以在任意一組對象中找出最大值,可以是一組int、一組char或者一組結構體,但是實現者並不知道怎樣去比較兩個對象的大小,調用者需要提供一個做比較操作的回調函數。
例 24.8. 泛型算法
/* generics.h */ #ifndef GENERICS_H #define GENERICS_H typedef int (*cmp_t)(void *, void *); extern void *max(void *data[], int num, cmp_t cmp); #endif
/* generics.c */
#include "generics.h"
void *max(void *data[], int num, cmp_t cmp)
{
int i;
void *temp = data[0];
for(i=1; i<num; i++) {
if(cmp(temp, data[i])<0)
temp = data[i];
}
return temp;
}/* main.c */
#include <stdio.h>
#include "generics.h"
typedef struct {
const char *name;
int score;
} student_t;
int cmp_student(void *a, void *b)
{
if(((student_t *)a)->score > ((student_t *)b)->score)
return 1;
else if(((student_t *)a)->score == ((student_t *)b)->score)
return 0;
else
return -1;
}
int main(void)
{
student_t list[4] = {{"Tom", 68}, {"Jerry", 72},
{"Moby", 60}, {"Kirby", 89}};
student_t *plist[4] = {&list[0], &list[1], &list[2], &list[3]};
student_t *pmax = max((void **)plist, 4, cmp_student);
printf("%s gets the highest score %d\n", pmax->name, pmax->score);
return 0;
}max函數之所以能對一組任意類型的對象進行操作,關鍵在於傳給max的是指向對象的指針所構成的數組,而不是對象本身所構成的數組,這樣max不必關心對象到底是什麼類型,只需轉給比較函數cmp,然後根據比較結果做相應操作即可,cmp是調用者提供的回調函數,調用者當然知道對象是什麼類型以及如何比較。
以上舉例的回調函數是被同步調用的,調用者調用max函數,max函數則調用cmp函數,相當於調用者間接調了自己提供的回調函數。在實際系統中,非同步調用也是回調函數的一種典型用法,調用者首先將回調函數傳給實現者,實現者記住這個函數,這稱為註冊一個回調函數,然後當某個事件發生時實現者再調用先前註冊的函數,比如sigaction(2)註冊一個信號處理函數,當信號產生時由系統調用該函數進行處理,再比如pthread_create(3)註冊一個綫程函數,當發生調度時系統切換到新註冊的綫程函數中運行,在GUI編程中非同步回調函數更是有普遍的應用,例如為某個按鈕註冊一個回調函數,當用戶點擊按鈕時調用它。
以下是一個代碼框架。
/* registry.h */ #ifndef REGISTRY_H #define REGISTRY_H typedef void (*registry_t)(void); extern void register_func(registry_t); #endif
/* registry.c */
#include <unistd.h>
#include "registry.h"
static registry_t func;
void register_func(registry_t f)
{
func = f;
}
static void on_some_event(void)
{
...
func();
...
}既然參數可以是函數指針,返回值同樣也可以是函數指針,因此可以有func()();這樣的調用。返回函數的函數在C語言中很少見,在一些函數式編程語言(例如LISP)中則很常見,基本思想是把函數也當作一種數據來操作,輸入、輸出和參與運算,操作函數的函數稱為高階函數(High-order Function)。
1、[K&R]的5.6節有一個qsort函數的實現,可以對一組任意類型的對象做快速排序。請讀者仿照那個例子,寫一個插入排序的函數和一個折半查找的函數。