linux c 语言回调函数学习

动机

最近在看 IO多路复用，包括 select() poll () epoll() 的原理以及libevent，对里面提及的回调机制比较头大，特写此文用例记录学习笔记。

什么是回调函数

网上看到的最多的一句话便是：回调函数就是 函数指针的一种用法，将回调函数指针作为另一个函数的参数。

为什么要用回调函数

解耦
以下图为例：
在这里插入图片描述

需求：我们知道排序算法有很多种，包括冒泡，选择，归并等等。现在我们想对某一个数组实现一个排序功能，需要对比不同算法的复杂度。
针对该需求，上图可以抽象为如下代码：

#include<stdio.h>
#include<lib.h> // 包含Library函数的头文件
 
int Callback() // Callback Function 用于定义实现不同的排序算法
{ 
    冒泡;
    选择;
    归并;
    ...  
    return 0;
}
int main() // Main program
{
	%给定待排序的数组
	int a[3] ={2,1,3}; 
    %% 库函数进行回调 （即：选择不同的排序算法）
    Library(Callback);
    return 0;
}

那么，可以看到，我们只需要向Library函数中传入不同的参数，就可以实现不同的排序功能。
另外还可以看到，main和callback函数实现在一个文件，Library函数实现在另一个文件。现实工作中，这个Library函数怎么编写我们是看不见的，只能拿到Library函数提供给我们的一个接口，那我们只要给Library函数传入不同的回调函数，就可以实现不同的功能了。

函数指针

前面提过，要把一个函数A作为另一个函数B的参数，很直接的一种方式就是向B 传入A的指针。
现对函数指针做个简单介绍：

函数指针也是一种指针，只是它指向的不是整型，字符型而是函数。在C中，每个函数在编译后都是存储在内存中，并且每个函数都有一个入口地址，根据这个地址，我们便可以访问并使用这个函数。函数指针就是通过指向这个函数的入口，从而调用这个函数。

函数指针的定义:

和其他指针的定义略有不同：

%整型指针
int *p = NULL;

%函数指针
/* 方法1 */
void (*p_func)(int, int, float) = NULL;
/* 方法2 */
typedef void (*tp_func)(int, int, float);
tp_func p_func = NULL;

上例定义了一个指向返回值为 void 类型

函数指针的赋值

void (*p_func)(int, int, float) = NULL;
p_func = &func1;
p_func = func2;

上面两种方法都是合法的，对于第二种方法，编译器会隐式地将 func_2 由 void ()(int, int, float) 类型转换成 void (*)(int, int, float) 类型，

使用函数指针调用函数

/* 方法1 */
int val1 = p_func(1,2,3.0);
/* 方法2 */
int val2 = (*p_func)(1,2,3.0);

将函数指针作为参数传给函数

/* func3 将函数指针 p_func 作为其形参 */
void func3(int a, int b, float c, void (*p_func)(int, int, float))
{
    (*p_func)(a, b, c);
}

/* func4 调用函数func3 */
void func4()
{
    func3(1, 2, 3.0, func_1);
    /* 或者 func3(1, 2, 3.0, &func_1); */
}

函数指针作为函数返回类型

void (* func5(int, int, float ))(int, int)
{
    ...
}

函数指针数组

如下代码定义了一个元素个数为5，类型是 void (*)(int, int, float) 的函数指针数组

/* 方法1 */
void (*func_array_1[5])(int, int, float);

/* 方法2 */
typedef void (*p_func_array)(int, int, float);
p_func_array func_array_2[5];

回调函数简单例子

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

/****************************************
 * 加减乘除函数
 ***************************************/
float ADD(float a, float b) 
{
    return a + b;
}

float SUB(float a, float b) 
{
    return a - b;
}

float MUL(float a, float b) 
{
    return a * b;
}

float DIV(float a, float b) 
{
    return a / b;
}

/****************************************
 * 函数指针结构体
 ***************************************/
typedef struct _OP {
    float (*p_add)(float, float); 
    float (*p_sub)(float, float); 
    float (*p_mul)(float, float); 
    float (*p_div)(float, float); 
} OP; 


/****************************************
 * 初始化函数指针
 ***************************************/
void init_op(OP *op)
{
    op->p_add = ADD;
    op->p_sub = SUB;
    op->p_mul = &MUL;
    op->p_div = &DIV;
}


/****************************************
 * 库函数
 ***************************************/
float add_sub_mul_div(float a, float b, float (*op_func)(float, float))
{
    return (*op_func)(a, b);
}

int main()
{
    OP *op = (OP *)malloc(sizeof(OP)); 
    init_op(op);

    /* 调用回调函数 */ 
    printf("ADD = %f, SUB = %f, MUL = %f, DIV = %f\n", 
            add_sub_mul_div(1.3, 2.2, ADD), 
            add_sub_mul_div(1.3, 2.2, SUB), 
            add_sub_mul_div(1.3, 2.2, MUL), 
            add_sub_mul_div(1.3, 2.2, DIV));
    free(op);
}