【C/C++開發】函式指標與回撥函式

C++很多類庫都喜歡用回撥函式，MFC中的定時器，訊息機制，hook機制等待，包括現在在研究的cocos2d-x中也有很多的回撥函式。

1.回撥函式

什麼是回撥函式呢？回撥函式其實就是一個通過函式指標呼叫的函式！假如你把A函式的指標當作引數傳給B函式，然後在B函式中通過A函式傳進來的這個指標呼叫A函式，那麼這就是回撥機制。A函式就是回撥函式，而通常情況下，A函式是系統在符合你設定條件的情況下會自動執行，比如Windows下的訊息觸發等等。那麼呼叫者和被呼叫者的關係就被拉開了，就像是中斷處理函式那樣。

2.函式指標

函式指標是一個指標，只是這個指標它不像普通的指標指向是是一個變數，此時它指向的是一個函式，也就是它儲存的是一個函式的地址，如果我們願意的話，可以改變這個它的值，讓他由指向funA轉變為指向funB，那麼這個函式指標的作用就改變了。

3.函式指標的使用

3.1函式指標宣告

typedef 返回型別（*函式指標型別名）（函參列表）;

3.2示例

typedef void(*Fun)(int,int); //定義函式指標型別
void min(int a,int b);
void max(int a,int b);

void min(int a,int b)
{
int minvalue=a<b?a:b;
std:: cout<< "min value is "<<minvalue<< "\n";
}

void max(int a,int b)
{
int maxvalue=a>b?a:b;
std:: cout<< "Max value is "<<maxvalue<< "\n";
}
int _tmain( int argc, _TCHAR* argv[])
{
Fun pFun= NULL; //定義函式指標變數pFun
//pFun=min;//兩種賦值方式都支援
pFun=&min;
pFun( 1, 2); //這裡獲得最小值
//pFun=max;
pFun=&max;
pFun( 1, 2); //這裡獲得最大值
return 0;
}

我想這麼寫應該是很一目瞭然了。

4.回撥函式的使用

回撥函式的使用其實和上面函式指標示例是很一致的，只是上面的例項中pFun是我們自己呼叫的。現在我們在MFC中讓系統呼叫一下吧。

先看一下SetTimer函式宣告：

UINT SetTimer( UINT nIDEvent, UINT nElapse, void (CALLBACK EXPORT* lpfnTimer)(HWND, UINT, UINT, DWORD) );

其中lpfnTimer是這麼解釋的：Specifies the address of the application-supplied TimerProc callback function that processes the WM_TIMER messages. If this parameter is NULL, the WM_TIMER messages are placed in the application's message queue and handled by the CWnd object.

也就是或如果為NULL的話，系統自動觸發WM_Timer訊息，然後呼叫OnTimer函式。

我們呼叫自己的自定義回撥函式。

CALLBACK VOID callback_fun(HWND hwnd, UINT uMsg, UINT_PTR idEvent, DWORD dwTime)
{
TRACE( "CallBack\n"); //debug下執行控制檯輸出CallBack
}
void CTestCallBackDlg::OnBnClickedButton1()
{
// TODO: 在此新增控制元件通知處理程式程式碼
SetTimer( 1, 1000,(TIMERPROC)callback_fun); //每一秒回撥一次
}

另外，需要注意的是回撥函式必須是全域性函式或者靜態成員函式，因為普通的成員函式會隱含著一個傳遞函式作為引數，也就是this指標。因此如果使用普通成員函式作為回撥函式的話會導致函式引數個數不匹配，因此編譯失敗。這也是執行緒函式是多為靜態函式的原因。

我們還注意到回撥函式用CALLBACK修飾，我們可以在windef.h中發現：

#define CALLBACK    __stdcall

CALLBACK其實就是__stdcall，還記得上篇講過的函式呼叫約定嗎？

如果試圖直接使用C++的成員函式作為回撥函式將發生錯誤，甚至編譯就不能通過。
其錯誤是普通的C++成員函式都隱含了一個傳遞函式作為引數，亦即“this”指標，C++通過傳遞this指標給其成員函式從而實現成員函式可以訪問C++的資料成員。這也可以理解為什麼C++類的多個例項可以共享成員函式卻-有不同的資料成員。由於this指標的作用，使得將一個CALL-BACK型的成員函式作為回撥函式安裝時就會因為隱含的this指標使得函式引數個數不匹配，從而導致回撥函式安裝失敗。要解決這一問題的關鍵就是不讓this指標起作用，通過採用以下兩種典型技術可以解決在C++中使用回撥函式所遇到的問題。這種方法具有通用性，適合於任何C++。
　　1).   不使用成員函式，為了訪問類的成員變數，可以使用友元操作符(friend)，在C++中將該函式說明為類的友元即可。
　　2).   使用靜態成員函式，靜態成員函式不使用this指標作為隱含引數，這樣就可以作為回撥函數了。靜態成員函式具有兩大特點：其一，可以在沒有類例項的情況下使用；其二，只能訪問靜態成員變數和靜態成員函式，不能訪問非靜態成員變數和非靜態成員函式。由於在C++中使用類成員函式作為回撥函式的目的就是為了訪問所有的成員變數和成員函式，如果做不到這一點將不具有實際意義。解決的辦法也很簡單，就是使用一個靜態類指標作為類成員，通過在類建立時初始化該靜態指標，如pThis=this，然後在回撥函式中通過該靜態指標就可以訪問所有成員變數和成員函數了。

這種處理辦法適用於只有一個類例項的情況，因為多個類例項將共享靜態類成員和靜態成員函式，這就導致靜態指標指向最後建立的類例項。為了避免這種情況，可以使用回撥函式的一個引數來傳遞this指標，從而實現資料成員共享。這種方法稍稍麻煩，這裡就不再贅述。關於靜態方法訪問非靜態變數和函式的方式請見http://www.cnblogs.com/this-543273659/archive/2011/08/29/2157966.html）

首先明白什麼是回撥函式：比如說被調函式void callbackf（int n）{}要想作為回撥函式的話，callbackf必須作為主調函式的形參出現，如void f（void （*p（int）），int n）形式才行！

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

如果我要在static中呼叫類中的成員，怎麼做？
我得定義一個全域性的指向該類的指標，然後在類的初始化函式裡面將類的this 指標賦值給該全域性指標。
然後在static函式中通過該全域性指標呼叫類的其它成員。

例子1：

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;

class Test
{
public:

    friend void callBackFun(void){ cout << "CallBack Function!";} //友元函式作為回撥函式 friend方式實現,											  //因為callBackFun預設有一個const Test* 的指標
};

typedef void (*FPtr)(void);

void Fun(FPtr ptr)
{
    ptr();
}



int main(void)
{
    Fun(callBackFun); 

    return 0;
}

例2：

#include<iostream> using namespace std; class A { public: static void callback() //類的成員函式作為回撥函式 static方式實現 { cout<<"回撥函式開始執行了！"<<endl; } }; void f(void (*p)()) { p();

} int main() { void (*p)(); p=A::callback; f(p); return 0; }

還可以把f（）函式設為類的成員函式：

#include<iostream> using namespace std; class A { public: static void callback() //類的成員函式作為回撥函式 static方式實現 { cout<<"回撥函式開始執行了！"<<endl; } void f(void (*p)()) { p();

} };

int main() { A a; void (*p)(); p=A::callback; a.f(p); return 0; }

///什麼是回撥函式

回撥函式就是那些自己寫的，但是不是自己來調，而是給別人來呼叫的函式。
訊息響應函式就可以看成是回撥函式，因為是讓系統在合適的時候去呼叫。這不過訊息響應函式就是為了處理訊息的，所以就拿出來單做一類了。其實本質上就是回撥函式。
但是回撥函式不是隻有訊息響應函式一種，比如在核心程式設計中，驅動程式就要提供一些回撥函式，當一個裝置的資料讀寫完成後，讓系統呼叫這些回撥函式來執行一些後續工作。回撥函式賦予程式設計師這樣一種能力，讓自己編寫的程式碼能夠跳出正常的程式控制流，適應具體的執行環境在正確的時間執行。

////////////////////////////////////////////

普通的函式是：咱們的函式呼叫系統的函式，

把你寫的程式和系統已經封裝好的函式看成兩個部分
你的程式使用系統的函式 那叫 呼叫
系統函式使用你的程式函式 就叫回調
一般多用於系統函式與你的函式要進行非同步處理
比如按鍵事件，其實是個訊息
你的函式比按鍵事件更早存在
所以你要將這個函式做為回撥函式提交給系統，
然後系統在接收到按鍵事件後，再呼叫你的函式

/////////////////////////////////////////////

比如：void fun(){printf();}
而回調函式是：系統呼叫你的函式。
win32 程式設計的WndProc，java的事件，c#的delegate都是這種思想。可以說沒有壞處，回撥使得系統更加靈活。

當 函式指標做為函式的引數，傳遞給一個被呼叫函式，
被呼叫函式就可以通過這個指標呼叫外部的函式，這就形成了回撥

一般的程式中回撥函式作用不是非常明顯，可以不使用這種形式

最主要的用途就是當函式不處在同一個檔案當中，比如動態庫，要呼叫
其他程式中的函式就只有採用回撥的形式

#include "stdio.h"
#include "conio.h"

int add(int a, int b);
int libfun(int (*pDis)(int a, int b));

int main(void)
{
int (*pfun)(int a, int b);

pfun = add;
libfun(pfun);//呼叫int libfun(int (*pDis)(int a, int b))


}

int add(int a, int b)
{
return a + b;

}

int libfun(int (*pDis)(int a, int b))//回撥add()函式
{
int a, b;
a = 1;
b = 2;
printf("%d", pDis(a, b));

}

現在這幾個函式是在同一個檔案當中

假如 
int libfun(int (*pDis)(int a, int b))
是一個庫中的函式，就只有使用回調了，通過函式指標引數將外部函式地址傳入
來實現呼叫

函式 add 的程式碼作了修改，也不必改動庫的程式碼，就可以正常實現呼叫
便於程式的維護和升級

摘要：回撥函式就是一個通過函式指標呼叫的函式。如果你把函式的指標（地址）作為引數傳遞給另一個函式，當這個指標被用來呼叫其所指向的函式時，我們就說這是回撥函式。回撥函式不是由該函式的實現方直接呼叫，而是在特定的事件或條件發生時由另外的一方呼叫的，用於對該事件或條件進行響應。

按照上面的說法，實現一個C Language的回撥函式如下，

#include <stdio.h>
//回撥函式
int ADD(int (*callback)(int,int), int a, int b){
return (*callback)(a,b); //此處回撥add函式...
}
//普通函式
int add(int a, int b){
return a + b;
}
int main(void){
printf( "%d\n",add( 1, 2));
printf( "%d\n",ADD(add, 1, 2));
return 0;
}

從上面的定義及其實現可以看出，回撥函式必須有函式指標的存在，而這裡函式指標一般可以先typedef一下，然後再使用，

一般格式：返回值 (*指標名) (引數列表)

#include <stdio.h>
//返回值(*指標名)(引數列表)
typedef int (*callback)(int,int);
//回撥函式
int ADD(callback p, int a, int b){
return (*p)(a,b); //此處回撥add函式...
}
//普通函式
int add(int a, int b){
return a + b;
}
int main(void){
printf( "%d\n",add( 1, 2));
printf( "%d\n",ADD(add, 1, 2));
return 0;
}

可是，根據上面的例子，回撥函式搞得這麼麻煩，貌似並沒有什麼大作用.....糾結！

別糾結，來看一下庫函式中的sort排序是怎麼弄的。algorithm它提供了某些排序演算法的實現（如氣泡排序、快速排序、shell排序、shake排序等等），為了能讓庫更加通用，不想在函式中嵌入排序邏輯，而讓使用者來實現相應的邏輯；或者，能讓庫可用於多種資料型別（int、float、string），此時，該怎麼辦呢？可以使用函式指標，並進行回撥，如下：

#include <stdio.h>
#include <algorithm>
bool cmp(int a, int b){
return a > b;
}
int main(void){
int a[ 8] = { 5, 43, 1, 7, 8, 13, 0, 74};
std::sort(a,a+ 10,cmp); //callback
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