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這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)c/c++如何回調(diào)函數(shù)，文章內(nèi)容質(zhì)量較高，因此小編分享給大家做個(gè)參考，希望大家閱讀完這篇文章后對(duì)相關(guān)知識(shí)有一定的了解。
1：函數(shù)名為指針
首先,在C語(yǔ)言中函數(shù)是一種function-to-pointer的方式,即對(duì)于一個(gè)函數(shù),會(huì)將其自動(dòng)轉(zhuǎn)換成指針的類型.如:
1 #include<stdio.h> 2 3 void fun() 4 { 5 } 6 7 int main() 8 { 9 printf("%p %p %p\n", &fun, fun, *fun);10 return 0;11 }這三個(gè)值的結(jié)果是一樣的. 其實(shí)對(duì)于最后的那個(gè)*fun, 即使前面加上很多個(gè)*號(hào), 其結(jié)果也不變, 即**fun, ***fun的結(jié)果都是一樣的. 對(duì)于這個(gè)問題, 因?yàn)橹爸v過函數(shù)是一種function-to-pointer方式, 其會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成指針的類型, &fun是該函數(shù)的地址, 為指針類型, fun是一個(gè)函數(shù), 會(huì)轉(zhuǎn)換成其指針類型, 而對(duì)于*fun, 由于fun已經(jīng)變成了指針類型,
指向這個(gè)函數(shù), 所以*fun就是取這個(gè)地址的函數(shù), 而又根據(jù)function-to-pointer, 該函數(shù)也轉(zhuǎn)變成了一個(gè)指針, 所以以此類推, 這三個(gè)值的結(jié)果是相同的.
2：回調(diào)函數(shù)
通過將回調(diào)函數(shù)的地址傳給調(diào)用者從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)用不同的函數(shù)。因此當(dāng)我們想通過一個(gè)統(tǒng)一接口實(shí)現(xiàn)不同的內(nèi)容，這時(shí)用回掉函數(shù)非常合適。
若要實(shí)現(xiàn)回調(diào)函數(shù)，最關(guān)鍵的是要把調(diào)用函數(shù)的參數(shù)定義為函數(shù)指針類型。函數(shù)指針的定義這里稍
微提一下。比如：
int (*ptr)(void); 這里ptr是一個(gè)函數(shù)指針，其中(*ptr)的括號(hào)不能省略，因?yàn)槔ㄌ?hào)的優(yōu)先級(jí)高于星號(hào)，那樣就成了一個(gè)返回類型為整型的函數(shù)聲明了。int為返回類型，括號(hào)內(nèi)為函數(shù)的參數(shù)。
下面通過一個(gè)例子來解釋回調(diào)函數(shù)的用法:
1 #include <stdlib.h>
2 #include <stdio.h>
3 int Test1(int num)
4 {
5 printf("i am test1,the data is %d \n",num); 6 return 0;
7 }
8 int Test2(int num)
9 {
10 printf("i am test2,the data is %d\n",num);11 return 0;
12 }
13 14 int Caller(int (*ptr)(int n),int n)//指向函數(shù)的指針作函數(shù)參數(shù),這里第二個(gè)參數(shù)是函數(shù)指針的參數(shù) 15 { //不能寫成void Caller2(int (*ptr)(int n))，這樣的定義語(yǔ)法錯(cuò)誤。 16 int a=(*ptr)(n);
17 return a;
18 }
19 int main()
20 {
21 22 Caller(Test1,20);
23 printf("************************\n");
24 Caller(Test2,10);25 26 return 0;
27 }下面介紹幾種比較容易混淆的指針概念：
1：函數(shù)指針
1:函數(shù)指針的定義方式：
返回值類型 (* 指針變量名)(形參列表);
返回值為指針的函數(shù)定義： 返回指針類型 * 函數(shù)名(形參列表);
2:函數(shù)指針的賦值：
在賦值時(shí)，可以直接將函數(shù)指針指向函數(shù)名（函數(shù)名即代表該段代碼的首地址），但是前提是：函數(shù)指針和它指向的函數(shù)的參數(shù)個(gè)數(shù)以及類型必須一致。函數(shù)指針的返回值類型與函數(shù)的返回值類型必須一致。
3：通過函數(shù)指針調(diào)用函數(shù)：
加上指針f指向函數(shù)func。（*f ） 和 func代表同一函數(shù)。
使用方法如下：
聲明函數(shù)指針：int (*f)(int x);
函數(shù)指針賦值: f=func ( int func(int x));
函數(shù)指針調(diào)用函數(shù): (*f)(x) (x為整型變量)
2：函數(shù)指針數(shù)組
函數(shù)指針數(shù)組是一個(gè)其元素是函數(shù)指針的數(shù)組。即，此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是是一個(gè)數(shù)組，且其元素是一個(gè)指向函數(shù)入口地址的指針。
定義方式： 返回值 ( *數(shù)組名[個(gè)數(shù)]) (參數(shù)列表)
3：指向數(shù)組的指針
類型 (*變量名)[元素個(gè)數(shù)]
4: 指針數(shù)組
類型 *變量名[元素個(gè)數(shù)]
因?yàn)閇] 比*具有更好的優(yōu)先級(jí)。所以如果是變量a先和*結(jié)合則表示其為一個(gè)指針，如果a先和[]結(jié)合，則表示是一個(gè)數(shù)組。
帶參數(shù)的回調(diào)函數(shù):
//定義帶參回調(diào)函數(shù)void PrintfText(char* s) { printf(s);}//定義實(shí)現(xiàn)帶參回調(diào)函數(shù)的"調(diào)用函數(shù)"void CallPrintfText(void (*callfuct)(char*),char* s){ callfuct(s);}//在main函數(shù)中實(shí)現(xiàn)帶參的函數(shù)回調(diào)int main(int argc,char* argv[]){ CallPrintfText(PrintfText,"Hello World!\n"); return 0;}非靜態(tài)成員函數(shù)作回調(diào)函數(shù)
當(dāng)然如果是靜態(tài)成員函數(shù)就好辦跟全局函數(shù)是類似，到此為止世界還沒有變亂，如在VC編程中用AfxBeginThread開啟一個(gè)線程，就經(jīng)常將參數(shù)AFX_THREADPROC pfnThreadProc定義為一個(gè)全局函數(shù)或靜態(tài)成員函數(shù)，可是這兩個(gè)都不方便訪問類的非靜態(tài)成員，之所以鄭重其事地寫這篇文章，就是以前靜態(tài)回調(diào)用起來非常不爽。
回調(diào)函數(shù)是非靜態(tài)成員函數(shù)呢？我們可不能簡(jiǎn)單地設(shè)為這樣：
class CCallback這樣編譯就不會(huì)通過的，因?yàn)榉庆o態(tài)的成員函數(shù)必須通過對(duì)象來訪問，好，我們稍稍改進(jìn)一下：
class CCallbackint main(int argc, char* argv[])
{
CCallback obj;
Caller(&obj,&CCallback::Func);
}
即給Caller多傳個(gè)對(duì)象進(jìn)去，好吧，貌似問題解決了，可是，調(diào)用者(如庫(kù)的提供商)只知道回調(diào)函數(shù)接口長(zhǎng)這樣而已，事先全然不知客戶的類是如何定義，終于模板登上場(chǎng)了：
template<typename T>其他不變的，把調(diào)用者這里換成模板就OK了，當(dāng)然這個(gè)Caller也可以是成員函數(shù)，現(xiàn)在用這個(gè)方法寫個(gè)小應(yīng)用是沒什么問題了，但是限制多多，如調(diào)用者一次只調(diào)用了一個(gè)實(shí)現(xiàn)，但現(xiàn)實(shí)情況往往是產(chǎn)生某個(gè)事件時(shí)，應(yīng)該依次調(diào)用多個(gè)行為，即把掛在這個(gè)事件上的所有回調(diào)函數(shù)通通臨幸一遍，還有回調(diào)是如此的重要，以至于C#不用庫(kù)在語(yǔ)言本身層面就實(shí)現(xiàn)了它，我們也不可以到此草草了事，而是按照組件化的思維提供一套完善的回調(diào)機(jī)制，所謂完善，如上個(gè)例子中Caller只能接收一個(gè)參數(shù)為int，返回值為void的成員函數(shù)指針，等等，必須是這樣的接口嗎，想想?yún)?shù)為double行不行，如void (T::*p)(double)這樣的函數(shù)傳給它可以嗎，int不是可自動(dòng)轉(zhuǎn)換為double嗎，那這個(gè)函數(shù)指針也能自動(dòng)轉(zhuǎn)換嗎，就像C#中的協(xié)變與逆變一樣，不行，C++不允許，當(dāng)然我們可以強(qiáng)制轉(zhuǎn)換，不過要在十分清楚類型的情況下才能這么做，否則因?yàn)椴皇穷愋桶踩暮苋菀滓鸪绦蝈e(cuò)誤甚至崩潰。所以要支持各種參數(shù)，多個(gè)參數(shù)，還得模板，嗯嗯，努力尚未成功，同志還需革命！
多態(tài)回調(diào)
甭管什么名詞，總之我們的目的是：產(chǎn)生某個(gè)事件時(shí)，調(diào)用某個(gè)待客戶實(shí)現(xiàn)的行為，調(diào)用者什么時(shí)候調(diào)用確定了，關(guān)鍵是客戶按照規(guī)定接口實(shí)現(xiàn)這個(gè)行為，這聽起來有點(diǎn)像多態(tài)了，是的，有時(shí)候被調(diào)用者與調(diào)用者是繼承關(guān)系，這就不需要其它理論了，就多態(tài)唄，不過多態(tài)不一定非得用虛函數(shù)來實(shí)現(xiàn)，就像MFC一樣，考慮到每個(gè)類背負(fù)一個(gè)龐大的虛函數(shù)表會(huì)帶來很大的性能損失，換做用幾個(gè)結(jié)構(gòu)體和強(qiáng)大的宏而實(shí)現(xiàn)消息映射。在wincore.cpp中，CWnd::OnWndMsg源碼里,當(dāng)來了消息，在事先建立的鏈表中從派生類依次向上查找第一個(gè)實(shí)現(xiàn)了這個(gè)消息的類的AFX_MSGMAP結(jié)構(gòu)體，再取得它的AFX_MSGMAP_ENTRY成員，即真正的消息入口地址，
struct AFX_MSGMAP_ENTRY 就類似于寫一個(gè)普通的鏈表結(jié)構(gòu)：struct list_node{list_node* next; int data}，只不過這里的鏈表的next不能再隨便指，要指向基類的節(jié)點(diǎn)，根據(jù)next指針找到對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)后取出數(shù)據(jù)data成員即可，在這里，data就是AFX_MSGMAP_ENTRY，如上圖，AFX_MSGMAP_ENTRY里定義了消息標(biāo)號(hào)即各種附加參數(shù)，還有最關(guān)鍵的成員pfn,代表了事先派生類通過宏填充好的回調(diào)成員函數(shù)地址。但是pfn的類型即AFX_PMSG定義為typedef void (AFX_MSG_CALL
CCmdTarget::*AFX_PMSG)(void); 只能代表一種類型，而客戶的派生類的為響應(yīng)消息的回調(diào)函數(shù)的類型有很多種，在框架中如何保證以正確的形式調(diào)用呢？原來客戶在填充消息標(biāo)號(hào)和函數(shù)地址時(shí)，也順便填充好了函數(shù)類型交給nSig成員保存，根據(jù)nSig，如前文所說，將pfn強(qiáng)制轉(zhuǎn)換到相應(yīng)的類型就OK了，不過這成員函數(shù)指針轉(zhuǎn)換來轉(zhuǎn)換去，代碼非常難看啊可讀性不強(qiáng)，于是使用union進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換：
// specific type safe variants for WM_COMMAND and WM_NOTIFY messages
void (AFX_MSG_CALL CCmdTarget::*pfn_COMMAND)();
BOOL (AFX_MSG_CALL CCmdTarget::*pfn_bCOMMAND)();
void (AFX_MSG_CALL CCmdTarget::*pfn_COMMAND_RANGE)(UINT);
BOOL (AFX_MSG_CALL CCmdTarget::*pfn_COMMAND_EX)(UINT);
...
}
//wincore.cpp CWnd::OnWndMsg
union MessageMapFunctions mmf;
mmf.pfn = lpEntry->pfn;
nSig = lpEntry->nSig;
switch (nSig)
{
default:
ASSERT(FALSE);
break;
case AfxSig_bD:
lResult = (this->*mmf.pfn_bD)(CDC::FromHandle((HDC)wParam));
break;
case AfxSig_bb: // AfxSig_bb, AfxSig_bw, AfxSig_bh
lResult = (this->*mmf.pfn_bb)((BOOL)wParam);
break;
case AfxSig_bWww: // really AfxSig_bWiw
lResult = (this->*mmf.pfn_bWww)(CWnd::FromHandle((HWND)wParam),
(short)LOWORD(lParam), HIWORD(lParam));
break;
...
}
當(dāng)然這里只是一個(gè)小插曲而已，它只是MFC為滿足于自己應(yīng)用設(shè)計(jì)這么一套機(jī)制，派生類的回調(diào)函數(shù)類型是有限的，再則要求與框架類是繼承關(guān)系，如果沒有繼承關(guān)系怎么辦，例如當(dāng)產(chǎn)生串口或者網(wǎng)口收到數(shù)據(jù)的事件時(shí)，需要更新UI界面，UI界面與串口類可是沒有絲毫繼承關(guān)系的，呃...鐵人王進(jìn)喜說：有條件要上，沒條件創(chuàng)造條件也要上，我們大不了專門定義一個(gè)回調(diào)抽象類，讓UI界面繼承自它，實(shí)現(xiàn)類里的回調(diào)函數(shù)，然后串口類通過抽象類型對(duì)象指針就可以多態(tài)地調(diào)用到UI的真正回調(diào)實(shí)現(xiàn)。COM/ATL的回調(diào)，Java的回調(diào)就是這么干。不過在C++中，情形有些不一樣，這樣實(shí)現(xiàn)很勉強(qiáng)，它需要多重繼承，仍然不能直接實(shí)現(xiàn)同時(shí)調(diào)用多個(gè)行為，耦合性高，每個(gè)回調(diào)都需要單獨(dú)定義一個(gè)類(只要接口不一樣)，效率也不夠高，我們想直接調(diào)用到綁定好的回調(diào)，基于這些缺點(diǎn)，還得尋找更好的方法。
信號(hào)與槽(Signal/Slots)
說了這么多，終于來到正題了，在C++中，信號(hào)與槽才是回調(diào)的完美解決方案，其實(shí)本質(zhì)上是一個(gè)觀察者模式，包括其它的叫法：delegate,notifier/receiver,observer,C#中的delegate也是一個(gè)觀察者的實(shí)現(xiàn)。Qt中提供了信號(hào)與槽的整套機(jī)制，任何對(duì)象的槽可以綁定到另一個(gè)對(duì)象的信號(hào)上，一個(gè)信號(hào)可以擁有多個(gè)槽，經(jīng)典的圖例如下：
可是qt中的實(shí)現(xiàn)用了signal slot關(guān)鍵字，不是C++標(biāo)準(zhǔn)的啊，其它編譯器不能隨便編譯(好像先經(jīng)過qmake生成標(biāo)準(zhǔn)的代碼就可以了)，直接上源碼不妥得搞清楚為什么，一切從最簡(jiǎn)單的入手，我們先來用標(biāo)準(zhǔn)C++實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)易的signal/slots，如何實(shí)現(xiàn)呢，說白了，就是想方設(shè)法把回調(diào)函數(shù)信息保存起來，必要時(shí)利用它就OK了，回調(diào)函數(shù)信息就兩個(gè)，類對(duì)象指針與成員函數(shù)地址，我們將這對(duì)信息存儲(chǔ)到名叫slot的類中，而在signal類中，維護(hù)多個(gè)slot即可，仍然用帶一個(gè)int參數(shù)，返回值為void的函數(shù)接口：
#include <vector>template<typename T, typename T1>
class slot
{
public:
slot(T* pObj,void (T::*pMemberFunc)(T1))
{
m_pObj=pObj;
m_pMemberFunc=pMemberFunc;
}
void Execute(T1 para)
{
(m_pObj->*m_pMemberFunc)(para);
}
private:
T* m_pObj;
void (T::*m_pMemberFunc)(T1);
};
template<typename T, typename T1>
class signal
{
public:
void bind(T* pObj,void (T::*pMemberFunc)(T1 para))
{
m_slots.push_back(new slot<T,T1>(pObj,pMemberFunc));
}
~signal()
{
vector<slot<T,T1>* >::iterator ite=m_slots.begin();
for (;ite!=m_slots.end();ite++)
{
delete *ite;
}
}
void operator()(T1 para)
{
vector<slot<T,T1>* >::iterator ite=m_slots.begin();
for (;ite!=m_slots.end();ite++)
{
(*ite)->Execute(para);
}
}
private:
vector<slot<T,T1>* > m_slots;
};
class receiver
{
public:
void callback1(int a)
{
cout<<"receiver1: "<<a<<endl;
}
void callback2(int a)
{
cout<<"receiver2: "<<a<<endl;
}
};
class sender
{
public:
sender(): m_value(0) {}
int get_value()
{
return m_value;
}
void set_value(int new_value)
{
if (new_value!=m_value)
{
m_value=new_value;
m_sig(new_value);
}
}
signal<receiver,int> m_sig;
private:
int m_value;
};
int main(int argc,char** arg)
{
receiver r;
sender s;
s.m_sig.bind(&r,&receiver::callback1);
s.m_sig.bind(&r,&receiver::callback2);
s.set_value(1);
return 0;
}
程序在VC6下順利通過，這個(gè)版本相比前面所說的繼承手法耦合性低了，被調(diào)用者receiver與規(guī)定函數(shù)接口的slot類沒有任何關(guān)系，但仔細(xì)以觀察這個(gè)程序在概念上是有問題的，signal類有兩個(gè)模板參數(shù)，一個(gè)是類的類型，一個(gè)是函數(shù)參數(shù)類型，如果把這個(gè)signal/slots組件提供出去，使用者如上面的sender類不免會(huì)有個(gè)疑慮：在實(shí)例化signal類型時(shí)，必須提供這兩個(gè)模板參數(shù)，可是調(diào)用方事先哪就一定知道接收方(receiver)的類型呢，而且從概念上講事件發(fā)送方與接收方只需遵循一個(gè)共同的函數(shù)接口就可以了，與類沒什么關(guān)系，上個(gè)程序要求在實(shí)例化時(shí)就得填充receiver的類型，也就決定了它與receiver只能一對(duì)一，而不能一對(duì)多，于是作此改進(jìn)：將signal的參數(shù)T去掉，將T類型的推導(dǎo)延遲到綁定(bind)時(shí)，signal沒有參數(shù)T，signal的成員slot也就不能有，那slot的成員也就不能有，可是，參數(shù)T總得找個(gè)地方落腳啊，怎么辦？有個(gè)竅門：讓slot包含slotbase成員，slotbase沒有參數(shù)T的，但slotbase只定義接口，真正的實(shí)現(xiàn)放到slotimpl中，slotimpl就可以掛上參數(shù)T了，boost中any、shared_ptr就是用此手法，改進(jìn)后全部代碼如下：
#include <vector>template<typename T1>
class slotbase
{
public:
virtual void Execute(T1 para)=0;
};
template<typename T,typename T1>
class slotimpl : public slotbase<T1>
{
public:
slotimpl(T* pObj,void (T::*pMemberFunc)(T1))
{
m_pObj=pObj;
m_pMemberFunc=pMemberFunc;
}
virtual void Execute(T1 para)
{
(m_pObj->*m_pMemberFunc)(para);
}
private:
T* m_pObj;
void (T::*m_pMemberFunc)(T1);
};
template<typename T1>
class slot
{
public:
template<typename T>
slot(T* pObj,void (T::*pMemberFunc)(T1))
{
m_pSlotbase=new slotimpl<T,T1>(pObj,pMemberFunc);
}
~slot()
{
delete m_pSlotbase;
}
void Execute(T1 para)
{
m_pSlotbase->Execute(para);
}
private:
slotbase<T1>* m_pSlotbase;
};
template<typename T1>
class signal
{
public:
template<typename T>
void bind(T* pObj,void (T::*pMemberFunc)(T1 para))
{
m_slots.push_back(new slot<T1>(pObj,pMemberFunc));
}
~signal()
{
vector<slot<T1>* >::iterator ite=m_slots.begin();
for (;ite!=m_slots.end();ite++)
{
delete *ite;
}
}
void operator()(T1 para)
{
vector<slot<T1>* >::iterator ite=m_slots.begin();
for (;ite!=m_slots.end();ite++)
{
(*ite)->Execute(para);
}
}
private:
vector<slot<T1>* > m_slots;
};
#define CONNECT(sender,signal,receiver,slot) sender.signal.bind(receiver,slot)
class receiver
{
public:
void callback1(int a)
{
cout<<"receiver1: "<<a<<endl;
}
};
class receiver2
{
public:
void callback2(int a)
{
cout<<"receiver2: "<<a<<endl;
}
};
class sender
{
public:
sender(): m_value(0) {}
int get_value()
{
return m_value;
}
void set_value(int new_value)
{
if (new_value!=m_value)
{
m_value=new_value;
m_valueChanged(new_value);
}
}
signal<int> m_valueChanged;
private:
int m_value;
};
int main(int argc,char** arg)
{
receiver r;
receiver2 r2;
sender s;
CONNECT(s,m_valueChanged,&r,&receiver::callback1);
CONNECT(s,m_valueChanged,&r2,&receiver2::callback2);
s.set_value(1);
return 0;
}
這個(gè)版本就比較像樣了，一個(gè)signal可與多個(gè)slots連接，增加了類似QT的connect，用宏實(shí)現(xiàn)#define CONNECT(sender,signal,receiver,slot) sender.signal.bind(receiver,slot)，這樣使用者就非常方便，而且現(xiàn)在已完全解耦，sender只管定義自己的signal，在恰當(dāng)時(shí)機(jī)用仿函數(shù)形式調(diào)用即可，而receiver只管實(shí)現(xiàn)callback，互不影響，可獨(dú)立工作，如果需要再通過CONNECT將它們連接起來即可，已經(jīng)很組件化了，可是離真正的工程應(yīng)用尚有一段距離，如它不能接收全局函數(shù)或靜態(tài)成員函數(shù)或仿函數(shù)為回調(diào)函數(shù)，不能帶兩個(gè)或更多的函數(shù)參數(shù)，最后一步了。
關(guān)于c/c++如何回調(diào)函數(shù)就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助，可以學(xué)到更多知識(shí)。如果覺得文章不錯(cuò)，可以把它分享出去讓更多的人看到。
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