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三个半例子让你大白什么是回调函数（C语言查缺-函数-回调函数）

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发表于 2024-7-15 18:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
1 回调函数

在C语言中，回调函数是一种常见的编程技术，它允许我们将一个函数作为参数传递给另一个函数，并在需要时调用该函数。凡是情况下，回调函数用于实现事件措置、异步编程、状态机等功能。（如果你不清楚什么是函数指针先看第二小节。）
使用回调函数的长处：

  • 代码复用：回调函数可以被多个分歧的函数调用，从而实现代码的复用。例如，在图形界面应用法式中，多个按钮可能需要执行类似的操作，我们可以将这些操作封装成一个回调函数，并将其与多个按钮相关联，从而实现代码的复用。
  • 低耦合性：回调函数可以将法式的控制流程分手成分歧的模块，减少模块之间的耦合。例如，在图形界面应用法式中，按钮的逻辑与界面的显示逻辑应该是分手的，使用回调函数可以实现这种分手，从而提高代码的可读性和可维护性。
  • 动态性：回调函数可以在运行时动态地改变，从而增强法式的可扩展性。例如，在图形界面应用法式中，我们可能需要按照用户的输入动态地改变按钮的行为，使用回调函数可以实现这种动态性。
以下4个例子，表示了代码复用、低耦合性、动态性以及时效性的特点。
在第一个例子中，可以通过更改find_element的回调函数参数，来实现分歧的功能；第二个例子表示了低耦合性与动态性；第三和第四个例子分袂在时间上表示出他们的长处。
例1： 定义了一个整数数组并调用find_element函数来查找偶数。我们将is_even函数作为回调函数传递给find_element函数，并在找到偶数时输出它的索引。
首先，我们需要定义一个函数指针类型，用于暗示回调函数的类型。这个类型应该包含回调函数的参数和返回值。例如，如果我们的回调函数需要接受一个整数参数并返回一个布尔值，我们可以定义一个函数指针类型如下：
  1. typedef bool (*callback_func)(int);
复制代码
接下来，我们可以编写一个函数，它接受一个回调函数作为参数，并在需要时调用该函数。例如，下面的示例演示了一个函数，它接受一个整数数组和一个回调函数，遍历数组并在找到满足回调函数条件的元素时遏制遍历。
  1. void find_element(int *array, int size, callback_func callback)
  2. {
  3.     for(int i = 0; i < size; i++)
  4.     {
  5.         if(callback(array[i]))
  6.         {
  7.             printf(”Found element at index %d\n”, i);
  8.             return;
  9.         }
  10.     }
  11.     printf(”Element not found\n”);
  12. }
复制代码
在这个函数中，我们使用回调函数callback来判断数组中的每个元素是否满足某个条件。如果找到了满足条件的元素，我们将输出它的索引并返回。否则，我们将输出“Element not found”。
此刻，我们可以编写一个回调函数来使用find_element函数。例如，下面的示例演示了一个回调函数，它接受一个整数并返回一个布尔值，用于判断该整数是否为偶数。
  1. bool is_even(int num)
  2. {
  3.     return num % 2 == 0;
  4. }
复制代码
最后，我们可以调用find_element函数并传递数组和回调函数作为参数。例如，下面的示例演示了如何使用find_element函数来查找偶数。
  1. int main()
  2. {
  3.     int array[] = {1, 3, 5, 6, 8, 9};
  4.     int size = sizeof(array) / sizeof(int);
  5.     find_element(array, size, is_even);
  6.     return 0;
  7. }
复制代码
<hr/>例2： 在图形界面应用法式中，当用户单击按钮时，我们需要执行一些操作，例如打开一个新窗口或在状态栏中显示一条动静。为了实现这些功能，我们可以将一个回调函数与按钮相关联，在用户单击按钮时调用该函数。
首先，我们需要定义一个回调函数，它将在按钮单击时被调用。在这个示例中，我们将回调函数定名为button_click_callback，它不接受任何参数并返回void类型。
  1. void button_click_callback()
  2. {
  3.     printf(”Button clicked!\n”);
  4. }
复制代码
接下来，我们可以定义一个按钮布局体，它包含按钮的属性和回调函数指针。在这个示例中，我们假设按钮有一个名称和一个坐标，而且可以响应单击事件。
  1. typedef struct {
  2.     char *name;
  3.     int x;
  4.     int y;
  5.     void (*click_callback)();
  6. } button_t;
复制代码
在这个布局体中，我们将click_callback定义为一个函数指针，它指向button_click_callback函数。
此刻，我们可以编写一个函数，它接受一个按钮作为参数，并在需要时调用该按钮的回调函数。下面的示例演示了一个函数，它模拟了按钮被单击的事件，并调用按钮的回调函数。
  1. void simulate_button_click(button_t *button)
  2. {
  3.     printf(”Simulating button click for button %s at (%d, %d)\n”, button->name, button->x, button->y);
  4.     button->click_callback();
  5. }
复制代码
在这个函数中，我们首先输出模拟按钮单击的动静，然后调用按钮的回调函数。
最后，我们可以创建一个按钮实例并将其与button_click_callback回调函数相关联。例如，下面的示例演示了如何创建一个名为“OK”的按钮，并在单击时调用button_click_callback函数。
  1. int main()
  2. {
  3.     button_t ok_button = {”OK”, 10, 10, button_click_callback};
  4.     simulate_button_click(&ok_button);
  5.     return 0;
  6. }
复制代码
在这个示例中，我们创建了一个名为“OK”的按钮，然后调用simulate_button_click函数来模拟按钮单击。当按钮被单击时，我们将输出“Button clicked!”的动静。
<hr/>例3：假设我们要从一个长途处事器获取数据，由于网络请求需要时间，因此我们不能在主线程中等待数据返回。一种常见的解决方式是使用异步回调函数。   
具体来说，我们可以定义一个函数，用于倡议网络请求，并将获取数据的回调函数作为参数传递给它。当网络请求完成后，该函数会将获取到的数据作为参数调用回调函数，通知调用者数据已经返回。这样，我们就可以在回调函数中措置获取到的数据，而不需要等待网络请求的返回。
以下是一个示例，展示了如何使用回调函数措置异步任务：
  1. typedef void (*data_callback)(char*);
  3. void fetchDataAsync(data_callback callback) {
  4.   // 倡议网络请求，获取数据
  5.   // ...
  7.   // 数据获取完成后，调用回调函数措置数据
  8.   char* data = ”Hello, world!”;
  9.   callback(data);
  10. }
  12. void processData(char* data) {
  13.   // 措置获取到的数据
  14.   // ...
  15. }
  17. int main() {
  18.   fetchDataAsync(processData);
  20.   // 继续执行其他任务
  21.   // ...
  22.   return 0;
  23. }
复制代码
在这个示例中，我们定义了一个fetchDataAsync函数，用于倡议网络请求，并将获取数据的回调函数作为参数传递给它。当网络请求完成后，fetchDataAsync函数会将获取到的数据作为参数调用回调函数，通知调用者数据已经返回。在main函数中，我们调用fetchDataAsync函数，并将processData函数作为回调函数传递给它。当fetchDataAsync函数获取到数据后，它会调用processData函数，措置获取到的数据。
通过使用回调函数，我们可以在异步任务完成后动态地措置获取到的数据，而不需要等待任务的返回。这种方式在措置网络请求、文件读写、按时器等异步任务时非常有用。
<hr/>例4：在单片机中断的执行过程中，回调函数函数也起到了重要的感化，为了避免中断措置法式过于复杂，我们凡是会将部门功能移至回调函数中。具体来说，我们可以在中断措置法式中调用一个回调函数，将部门需要措置的任务交给回调函数完成。这样，中断措置法式可以尽快完成对中断事件的措置，而回调函数可以在稍后的时间内完成残剩的任务，从而避免过多占用中断措置法式的时间。
<hr/>总之，回调函数是一种非常有用，它可以使法式更加灵活和可扩展。回调函数可以在法式执行期间动态地传递函数地址，并在特定条件满足时调用该函数，从而实现分歧的需求。
2 函数指针

函数指针是指向函数的指针变量。它可以像普通指针一样存储函数的地址，使得法式可以在运行时动态地调用分歧的函数。
在C语言中，函数指针的声明方式为：
  1. return_type (*pointer_name)(parameter_list);
复制代码
此中，return_type 暗示函数的返回值类型，parameter_list 暗示函数的参数列表，pointer_name 暗示指针变量的名称。例如，下面是一个函数指针的声明：
  1. int (*my_func_ptr)(int, int);
复制代码
这个函数指针的名称是 my_func_ptr，它可以指向一个返回类型为 int，参数列表为两个 int 类型的函数。
可以通过取函数的地址来初始化函数指针变量，例如：
  1. int sum(int a, int b) {
  2.     return a + b;
  3. }
  5. int (*my_func_ptr)(int, int) = ∑
复制代码
这个例子中，我们定义了一个名为 sum 的函数，它接受两个 int 类型的参数，并返回它们的和。然后，我们定义了一个函数指针 my_func_ptr，并将它初始化为指向 sum 函数的地址。此刻，我们就可以通过调用函数指针来动态地调用 sum 函数，例如：
  1. int result = (*my_func_ptr)(3, 4); // result 等于 7
复制代码
这个例子中，我们通过调用 my_func_ptr 指向的函数来计算 3 和 4 的和，得到了成果 7。注意，在调用函数指针时需要使用圆括号将其括起来，以避免优先级问题。
问题：下列两行代码有区别吗？
  1. int result = (*my_func_ptr)(3, 4); // result 等于 7  
  2. int result = my_func_ptr(3, 4); // result 等于 7
复制代码
回答：没有，两行代码的感化是不异。
在第一行代码中，我们使用了显式的间接寻址语法，即在函数指针前加上一个“*”，来指示我们要间接寻址该指针所指向的函数。然后，我们将括号括起来，并传入两个参数来调用这个函数。
在第二行代码中，我们使用了隐式的间接寻址，即直接使用函数指针变量名来调用函数。在这种情况下，编译器会自动将函数指针转换为其所指向的函数，并执行相应的操作。
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