声明函数指针并实现回调

声明函数指针并实现回调

作者：Danny Kalev

编译：赵湘宁

原文出处：Declaring Function Pointers and Implementing Callbacks 

 

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    程序员常常需要实现回调。本文将讨论函数指针的基本原则并说明如何使用函数指针实现回调。注意这里针对的是普通的函数，不包括完全依赖于不同语法和语义规则的类成员函数（类成员指针将在另文中讨论）。

 

声明函数指针

 

    回调函数是一个程序员不能显式调用的函数；通过将回调函数的地址传给调用者从而实现调用。要实现回调，必须首先定义函数指针。尽管定义的语法有点不可思议，但如果你熟悉函数声明的一般方法，便会发现函数指针的声明与函数声明非常类似。请看下面的例子：

 

void f()；// 函数原型

 

上面的语句声明了一个函数，没有输入参数并返回void。那么函数指针的声明方法如下：

 

void (*) ();

 

    让我们来分析一下，左边圆括弧中的星号是函数指针声明的关键。另外两个元素是函数的返回类型（void）和由边圆括弧中的入口参数（本例中参数是空）。注意本例中还没有创建指针变量-只是声明了变量类型。目前可以用这个变量类型来创建类型定义名及用sizeof表达式获得函数指针的大小：

 

// 获得函数指针的大小

unsigned psize = sizeof (void (*) ());

 

/ 为函数指针声明类型定义

这一步在动态链接库中定义typedef void (*pfv) ();

 

pfv是一个函数指针，它指向的函数没有输入参数，返回类行为void。使用这个类型定义名可以隐藏复杂的函数指针语法。

 

指针变量应该有一个变量名：

 

void (*p) (); //p是指向某函数的指针

 

    p是指向某函数的指针，该函数无输入参数，返回值的类型为void。左边圆括弧里星号后的就是指针变量名。有了指针变量便可以赋值，值的内容是署名匹配的函数名和返回类型。例如：

void func()
{
    /* do something */
}

p = func;

 

p的赋值可以不同，但一定要是函数的地址，并且署名和返回类型相同。

 

传递回调函数的地址给调用者

 

    现在可以将p传递给另一个函数（调用者）- caller()，它将调用p指向的函数，而此函数名是未知的：

void caller(void(*ptr)())
{
    ptr(); /* 调用ptr指向的函数 */
}

void func();

int main()
{
    p = func;
    caller(p); /* 传递函数地址到调用者 */
}

 

    如果赋了不同的值给p（不同函数地址），那么调用者将调用不同地址的函数。赋值可以发生在运行时，这样使你能实现动态绑定。

 

调用规范

 

    到目前为止，我们只讨论了函数指针及回调而没有去注意ANSI C/C++的编译器规范。许多编译器有几种调用规范。如在Visual C++中，可以在函数类型前加_cdecl，_stdcall或者_pascal来表示其调用规范（默认为_cdecl）。C++ Builder也支持_fastcall调用规范。调用规范影响编译器产生的给定函数名，参数传递的顺序（从右到左或从左到右），堆栈清理责任（调用者或者被调用者）以及参数传递机制（堆栈，CPU寄存器等）。

 

    将调用规范看成是函数类型的一部分是很重要的；不能用不兼容的调用规范将地址赋值给函数指针。例如：

//被调用函数是以int为参数，以int为返回值
__stdcall int callee(int);

// 调用函数以函数指针为参数
void caller( __cdecl int(*ptr)(int));

//在p中企图存储被调用函数地址的非法操作

__cdecl int(*p)(int) = callee; // 出错

 

指针p和callee()的类型不兼容，因为它们有不同的调用规范。因此不能将被调用者的地址赋值给指针p，尽管两者有相同的返回值和参数列。