C++ 回调函数详解

1、函数指针

概念

一个程序运行时，所有和运行相关的资源都需要被加载到内存中，如果在程序中定义了一个函数，那么在编译时系统就会为这个函数代码分配一段存储空间，这段存储空间的首地址称为这个函数的地址。而且函数名表示的就是这个地址。既然是地址我们就可以定义一个指针变量来存放，这个指针变量就叫作函数指针变量，简称函数指针。

使用函数指针实现函数调用

#include <iostream>
​
typedef void (*PINVOKE)(const char *str);
​
void Invoke(const char *str)
{
    std::cout << str << std::endl;
}
​
int main()
{
    PINVOKE fp = Invoke;
    fp("Hello world.");
    
    return 0;
}

说明

函数指针与函数声明的唯一区别就是用指针名（*fp）代替了函数名Invoke，然后进行赋值fp = Invoke就可以进行函数指针的调用了。声明函数指针时要求函数返回值类型、参数个数、参数类型等与已定义函数保持一致。注意，函数指针必须用括号括起来 void (*fp)(char *s)。

2、回调函数

概念

声明并定义一个函数A，然后把函数A的指针作为参数传入其他的函数（或系统）中，其他的函数（或系统）在运行时通过函数指针调用函数A，这就是所谓的回调函数。简单来说：回调函数就是一个通过函数指针调用的函数。

示例

#include <iostream>
​
typedef void (*CALLBACKFUN)(const char *str);
​
void PrintText(CALLBACKFUN fp, const char *str)
{
    fp(str);
}
​
void Invoke(const char *str)
{
    std::cout << str << std::endl;
}
​
int main()
{
    PrintText(Invoke, "Hello world.");
    return 0;
}

类成员函数作为回调函数

回调函数是基于C - Windows SDK的技术，不是针对C++的，程序员可以将一个C函数直接作为回调函数，但是如果试图直接使用C++的成员函数作为回调函数将发生错误，因为普通的C++成员函数都隐含一个传递函数作为参数，即this指针，C++通过向其他成员函数传递一个指向自身的指针来实现程序函数访问C++数据成员。所以实现类成员函数作为回调函数有两种途径：1、不使用成员函数（使用友元操作符friend的C函数访问类的数据成员）；2、使用静态成员函数。

例如：

#include <iostream>
​
class CPrintString
{
public:
    void PrintText(const char *str)
    {
        std::cout << str << std::endl;
    }
    
    static void SPrintText(void *pPs, const char *str)
    {
        CPrintString *pThis = static_cast<CPrintString *>(pPs);
        if(NULL == pPs)
        {
            return;
        }
        pThis->PrintText(str);
    }
};
​
typedef void (*PRINTTEXT)(void *pPs, const char *str);
​
void CallBackFun(void *pPs, const char *str, PRINTTEXT fp)
{
    fp(pPs, str);
}
​
int main()
{
    CPrintString obj;
    CallBackFun((void *)&obj, "Hello world.", CPrintString::SPrintText);
    
    return 0;
}

3、为什么使用回调函数

一般情况下，回调函数能被普通函数替换，但回调函数最重要的作用是解耦，在这一特点上普通函数代替不了回调函数。

例子：

#include <stdio.h>
#include <softwareLib.h>     // 包含 Library Function 所在读得 Software library 库的头文件
​
int Callback()              // Callback Function
{
    // TODO
    return 0;
}
​
int main()                  // Main program
{
    // TODO
    Library(Callback);
    // TODO
    return 0;
}

乍一看，回调似乎只是函数间的调用，和普通函数调用没啥区别，但仔细一看，可以发现两者之间的一个关键的不同：在回调中，主程序把回调函数像参数一样传入库函数。这样一来，只要我们改变传进库函数的参数，就可以实现不同的功能，并且丝毫不需要修改库函数的实现，这就是解耦。再仔细看看，主函数和回调函数是在同一层的，而库函数在另外一层，一般情况下库函数对开发人员并不可见，库函数的实现一般不会被修改，也就是说不能通过修改库函数让库函数调用普通函数那样实现，那就只能通过传入不同的回调函数了，这在企业开发中非常常见。