C语言编程实战-1-回调函数
回调函数
在C语言编程中，我们经常听到回调函数(callback function)一说。对于C语言新手而言，回调函数可能是一个比较难于理解的东西。今天我将通过一个实际例子，来讲解什么是回调函数，为什么要用回调函数。
程序任务：
写一段程序，实现对一个整型数据的排序功能，可以递增排序，也可以递减排序。
上述任务的编程并不难，对于排序而言，我们至少会使用冒泡法。于是，我相信很多同学会写出这样的代码：
#include
//升序排序
int sort_asc(int nums[], int cnt)
{
int i;
int j;
for (i = 0; i < cnt - 1; i++)
{
int m = i;
//查找最小的数
for (j = i + 1; j < cnt; j++)
{
if (nums[j] < nums[m])
{
m = j;
}
}
//交换
if (m != i)
{
int t = nums[m];
nums[m] = nums[i];
nums[i] = t;
}
}
return 0;
}
//降序排序
int sort_dec(int nums[], int cnt)
{
int i;
int j;
for (i = 0; i < cnt - 1; i++)
{
int m = i;
//查找最大的数
for (j = i + 1; j < cnt; j++)
{
if (nums[j] > nums[m])
{
m = j;
}
}
//交换
if (m != i)
{
int t = nums[m];
nums[m] = nums[i];
nums[i] = t;
}
}
return 0;
}
void print_array(int num[], int cnt) {
int i;
for (i = 0; i < cnt; i++)
{
printf("%d ", num[i]);
}
printf("\n");
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int i;
int num[10] = {2, 3, 1, 3, 9, 12, 34, 8, 19, 0};
sort_asc(num, 10);
print_array(num, 10);
sort_dec(num, 10);
print_array(num, 10);
return 0;
}
在上面的例子中，我们实现了两个排序函数：sort_asc()与sort_dec()，分别用于升序与降序。不难发现，这两个函数非常相像，差别只在于一个判断符。这意味着我们写了冗余代码。十几年的编程生涯已经无数次非常清晰地告诉过我：冗余代码就负担，是垃圾。也许已经有人想到了消除冗余代码的方法：把两个函数合并成一个，函数后边加一个参数用于标识是升序还是降序，然后程序里有差异的地方用这个标识来走分支。老实说，这是一个非常不错的方法，但并不优雅，因为加上的分支条件会使们的程序变复杂。
那更好的方法是什么呢？答案是有很多，但是今天讲的是回调函数，那回调函数就要登场了。我们来看改进后的代码：
#include
int sort(int nums[], int cnt, int (*cmp)(int, int))
{
int i;
int j;
for (i = 0; i < cnt - 1; i++)
{
int m = i;
//查找最小的数
for (j = i + 1; j < cnt; j++)
{
if (cmp(nums[j], nums[m]) < 0)
{
m = j;
}
}
//交换
if (m != i)
{
int t = nums[m];
nums[m] = nums[i];
nums[i] = t;
}
}
return 0;
}
void print_array(int num[], int cnt)
{
int i;
for (i = 0; i < cnt; i++)
{
printf("%d ", num[i]);
}
printf("\n");
}
int num_cmp_asc(int a, int b)
{
return a - b;
}
int num_cmp_dec(int a, int b)
{
return b - a;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int i;
int num[10] = {2, 3, 1, 3, 9, 12, 34, 8, 19, 0};
sort(num, 10, num_cmp_asc);
print_array(num, 10);
sort(num, 10, num_cmp_dec);
print_array(num, 10);
return 0;
}
耐心的同志或者已经看来，改进后的代码只有一个sort函数了，但后边多了一个函数指针参数cmp，这正是所谓的回调函数。还sort函数的处理过程中，不再直接比较两个数值的大小，而是调用cmp来获取结果。在sort函数的外边，我们新增了两个整数比较函数：num_cmp_asc()与num_cmp_dec()，在主函数调用排序函数sort的时候，它们当作回调函数传给了sort()。这样sort就无需了解整数大小比较这个细节，回调函数告诉它结果是大就是大，是小就是小，它只需安安心心按照cmp告诉的比较结果来做自认为的升序排序，虽然num_cmp_dec()回调欺骗了它。
正是因为这样小小的欺骗，我们非常巧妙地实现了用单一个的sort逻辑，实现了升序与降序两种排序功能：sort按升序排列，main函数告诉你一个相反的整数大小判读逻辑num_cmp_dec()，结果就发生了逆转。
改进后的代码，没有了冗余代码，代码数量少了一些，逻辑也清晰不少。用尽可能少的代码、尽可能清晰的逻辑，写出预定功能的代码，这是编程的最高境界。
通过上面的例子，我们对回调函数作出如下总结：
1 C语言中，回调函数说白了就是以函数指针的方式来调用函数。
2我们将函数a以指针f的形式传给函数b，函数b中调用f()，就是b回调了a。
3回调函数屏蔽了一些底层细节(如示例中整数的大小比较)，让回调函数调用者(如示例中的sort)只需关注自己的业务，而不用操心无关的内容，使自身逻辑变得简单、独立。
4 回调函数的存在，实现了函数的“多态”，相同的逻辑(本列中的冒泡排序算法)可以解决同一类的问题(本例中的升序与降序)。
在实际编程中，我们使用回调，更多是想达成上述第3条功能：屏蔽某些底层细节，实现通用模块的独立。某些时候，我们的通用模块(如排序功能)要调用外部的接口(如整数比较)实现某些运算，而这些外接接口尚未知，就算已知，为保证模块的独立性，也不能引用其头文件更不能链接其共享库，这时候回调函数是个最好的方案：我给你定义一个接口形式，你接照要求的形式实现，传给我，我再调你。
扩展任务：
写一个函数，实现对字符串、整数、浮点等数组的排序功能。
参考：C库的sort函数实现。
通过本文，相信大家对回调函数是什么，有什么用，如何使用有了进一步的理解。