通过冒泡排序（C语言实现）学习回调函数设计原理

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作者：朱克锋

 

对于回调函数的概念有很多种，下面我列举一些常见的看法：
a:回调函数是一个很有用，也很重要的概念。当发生某种事件时，系统或其他函数将会自动调用你定义的一段函数。
b:回调函数就相当于一个中断处理函数，由系统在符合你设定的条件时自动调用。为此，你需要做三件事：1，声明；2，定义；3，设置触发条件，就是在你的函数中把你的回调函数名称转化为地址作为一个参数，以便于系统调用。
c:所谓回调函数就是按照一定的形式由你定义并编写实现内容，当发生某种事件时，而由系统或其它函数来调用的函数。使用回调函数实际上就是在调用某个函数时，将自己编写的一个函数的地址作为参数传递给那个函数。而那个函数在需要的时候，也就是某种事情发生的时候，利用传递的函数地址调用回调函数，这时你可以利用这个机会在回调函数中处理消息或完成一定的操作。回调函数只能是全局函数，或者是静态函数，因为这个函数只是在这个类中使用，所以为了维护类的完整性，我们用类的静态成员函数来做回调函数。

对于很多初学者来说，往往觉得回调函数很神秘，很想知道回调函数的工作原理。下面解释什么是回调函数、它们有什么好处、为什么要使用它们等等问题（在开始之前，假设你已经熟知了函数指针）。
(1)什么是回调函数？为什么要使用回调函数？　　
简而言之，回调函数就是一个通过函数指针调用的函数。如果你把函数的指针（地址）作为参数传递给另一个函数，当这个指针被用为调用它所指向的函数时，我们就说这是回调函数。　　
因为可以把调用者与被调用者分开。调用者不关心谁是被调用者，所有它需知道的，只是存在一个具有某种特定原型、某些限制条件（如返回值为int）的被调用函数。　　
如果想知道回调函数在实际中有什么作用，先假设有这样一种情况，我们要编写一个库，它提供了某些排序算法的实现，如冒泡排序、快速排序、shell排序、 shake排序等等，但为使库更加通用，不想在函数中嵌入排序逻辑，而让使用者来实现相应的逻辑；或者，想让库可用于多种数据类型（int、float、 string），此时，该怎么办呢？可以使用函数指针，并进行回调。
接下来我将通过一个冒泡排序的例子来说明，给读者一个直观的感受
代码实现如下：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
#include <math.h>
#include <malloc.h>
/*
* File:   darray.c：回调函数冒泡排序函数实现
* Author: ecorefeng
* Created on 2010年8月
*/
/*
*定义一个用于自动测试的宏（关于自动测试请阅读我的博客文章《自动测试的优劣》）
*/
#define  return_val_if_fail(p, val)/
    if(!(p)){printf("%s:%d"#p" failed", __func__, __LINE__); return val; }
*/
/*
*定义一个回调函数原型，用于回调
*/
typedef int (*CompFunc)(void *ctx, void *data);
/*
*功能：实现冒泡排序
*参数：array：要排序的数组 compfunc:回调的用于比较的函数  array_len：数组长度
*返回：
*/
int  darray_b_sort(void **array,CompFunc compfunc, int array_len)
{
    return_val_if_fail(array !=NULL&&compfunc !=NULL, 1);

    int len = 0;
    int max = 0;
    int index = 0;

    for(len = array_len - 1; len > 0; len--)
    {
        for(index = 1, max = 0; index < len; index++)
        {
            if(compfunc(array[index], array[max]) > 0)
            {
                max = index;
            }
   
        }
        if(compfunc(array[max], array[len]) > 0)
        {
            void *data = array[max];
            array[max] = array[len];
            array[len] = data;
        }

        //int i = 0;
        //for(i = 0; i < 6; i++)
        //{
            //printf("%d/n",array[i]);
        //    assert(array[i] >= array[i-1]);
        //}
        //printf("......................./n");

    }

    return 0;
}
/*
*功能：随机生成一个数组
*参数：num：数组长度
*返回：数组指针
*/

static void **int_array_create(int num)
{
    int i = 0;
    int *array = (int *)malloc(sizeof(int) * num);
   
    for(i = 0; i < num; i++)
    {
        array[i] = rand();
        //printf("%d/n",array[i]);

    }
    //printf("......................./n");
    return(void **)array;

}
/*
*功能：实现比较
*参数：compfunc:回调的用于比较的函数 num：数组长度
*返回：数组指针
*/
static void sort_test_asc_or_desc(CompFunc compfunc, int num)
{
    void **array = int_array_create(num);
    darray_b_sort(array, compfunc, num);

    int i = 0;
    for(i = 0; i < num; i++)
    {
        printf("%d/n",array[i]);
    //    assert(array[i] >= array[i-1]);
    }
   
    free(array);
}
/*
*功能：实现比较函数（升序）
*参数：指针
*返回：比较结果：大于0、小于0；
*/
int int_sort_compfunc_asc(void *num1,  void *num2)
{
    return (int)num1 - (int)num2;
}
/*
*功能：实现比较函数（降序）
*参数：指针
*返回：比较结果：大于0、小于0；
*/
int int_sort_compfunc_desc(void *num1,  void *num2)
{
    return (int)num2 - (int)num1;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    sort_test_asc_or_desc(int_sort_compfunc_asc, 6);
    printf("................/n");
    sort_test_asc_or_desc(int_sort_compfunc_desc, 10);

    return 0;
}

代码注释已经对代码作了详细的说明，对于代码的解释我就不再多说了，请读者仔细体会回调函数的用法。

附注：　
回调可用于通知机制，例如，有时要在程序中设置一个计时器，每到一定时间，程序会得到相应的通知，但通知机制的实现者对我们的程序一无所知。而此时，就需有一个特定原型的函数指针，用这个指针来进行回调，来通知我们的程序事件已经发生。实际上，SetTimer()API使用了一个回调函数来通知计时器，而且，万一没有提供回调函数，它还会把一个消息发往程序的消息队列。
　　
另一个使用回调机制的API函数是EnumWindow()，它枚举屏幕上所有的顶层窗口，为每个窗口调用一个程序提供的函数，并传递窗口的处理程序。如果被调用者返回一个值，就继续进行迭代，否则，退出。EnumWindow()并不关心被调用者在何处，也不关心被调用者用它传递的处理程序做了什么，它只关心返回值，因为基于返回值，它将继续执行或退出。