回调函数（callback functions）的理解和使用

一、基础概念

回调函数就是一个被作为参数传递的函数。在C语言中，回调函数只能使用函数指针实现，在C++、Python等更现代的编程语言中还可以使用仿函数或匿名函数实现。

回调函数的使用可以大大提升编程的效率，这使得它在现代编程中被非常多地使用。同时，有一些需求必须要使用回调函数来实现。最著名的回调函数调用有C/C++标准库stdlib.h/cstdlib中的快速排序函数qsort和二分查找函数bsearch中都会要求的一个与strcmp类似的参数，用于设置数据的比较方法。

二、使用场景

回调函数的作用是将代码逻辑分离出来，使得代码更加模块化和可维护。使用回调函数可以避免阻塞程序的运行，提高程序的性能和效率。另外，回调函数还可以实现代码的复用，因为它们可以被多个地方调用。

回调函数的使用场景包括：

事件处理：回调函数可以用于处理各种事件，例如鼠标点击、键盘输入、网络请求等。
异步操作：回调函数可以用于异步操作，例如读取文件、发送邮件、下载文件等。
数据处理：回调函数可以用于处理数据，例如对数组进行排序、过滤、映射等。
插件开发：回调函数可以用于开发插件，例如 WordPress 插件、jQuery 插件等

三、举例

以冒泡排序为例：

冒泡排序
void Bubble_qsort(int arr[10], int x)
{
	for (int i = 0; i < x - 1; i++)
	{
		for (int j = 0; j < x - 1 - i; j++)
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				int temp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = temp;
			}
		}
	}
}
int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0 };
	int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	Bubble_qsort(arr,size);
	int i = 0;
	while (i <= 9)
	{
		printf("%d",arr[i]);
		i++;
	}
	return 0;
}

上述代码中的冒泡好像只能比较整型数据，换成字符串好像就没那么容易比较出大小了。此外，就算改进冒泡，让它可以比较字符串，但是浮点数、结构体等等是不是还比较不了？解决了一个问题，会导致原本的数据排不了。由此可见，冒泡排序的适用性非常小，我们需要新的排序来满足我们的要求。我们借用指针来指向数据类型，通过改变指针的指向来改变数据进而满足要求。
 

#include
#include
 
//冒泡排序升级版
void Swap(char* buf1, char* buf2, int size)//交换arr[j],arr[j+1]这两个元素
{
	int i = 0;
	char tmp = 0;
	for (i = 0; i < size; i++)
	{
		tmp = *buf1;
		*buf1 = *buf2;
		*buf2 = tmp;
		buf1++;
		buf2++;
	}
}
void Bubble_sort(void*arr,int num,int size, int (*cmp)(const void*, const void*))
{
	for (int i = 0; i < num - 1; i++)
	{
		for (int j = 0; j < num - 1-i;j++)
		{
			if (cmp((char*)arr + j * size, (char*)arr + (j + 1) * size) > 0)//两个元素比较，需要将arr[j],arr[j+1]的地址要传给cmp
			{
				Swap((char*)arr + j * size, (char*)arr + (j + 1) * size, size);
			}
		}
	}
}
struct Stu
{
	char name[20];
	int age;
};
int cmp_int(const void* p1, const void* p2)
{
	return (*(int*)p1 - *(int*)p2);
}
int cmp_stu_by_age(const void* p1, const void* p2)
{
	return ((struct Stu*)p1)->age - ((struct Stu*)p2)->age;
}
int cmp_stu_by_name(const void* p1, const void* p2)
{
	return strcmp(((struct Stu*)p1)->name, ((struct Stu*)p2)->name);
}
void test3()//测试结构体的字符串数据
{
	struct Stu arr[] = { {"zhangsan", 20}, {"lisi", 50},{"wangwu", 15} };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	printf("%d\n", sizeof(struct Stu));
	bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_stu_by_name);
}
void test2()//测试结构体的年龄数据
{
	struct Stu arr[] = { {"zhangsan", 20}, {"lisi", 50},{"wangwu", 15} };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	printf("%d\n", sizeof(struct Stu));
	bubble_sort(arr, sz, sizeof(arr[0]), cmp_stu_by_age);
}
test1()//测试整型数据
{
	int arr[10] = { 3,4,5,7,8,9,1,2,0,6 };
	int num = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	int size = sizeof(int);
	bubble_sort(arr, num, sizeof(arr[0]), cmp_int)；
	print(arr,num);
}
int cmp_int(const void* p1, const void* p2)
{
	return (*(int*)p1 - *(int*)p2);
}
int main()
{
	//test1();
	//test2();
	test3();
 
	return 0;
}

上面的例子说明，回调函数可以将一个函数作为参数传递给另一个函数，这能帮助我们简化函数设计。

四、回调函数的参数设计

void process_data(void *data, int len, void (*callback)(void *result));

其中，data 表示要处理的数据，len 表示数据的长度，callback 是一个函数指针，用于指定处理完数据后的回调函数。回调函数的形式如下：

void callback_func(void *result);

 在 process_data 函数中，首先会对数据进行处理，然后将处理结果传递给回调函数进行处理。具体实现如下：

void process_data(void *data, int len, void (*callback)(void *result)) {
    // 处理数据
    void *result = data; // 这里只是举个例子，实际上需要根据实际情况进行处理
 
    // 调用回调函数
    callback(result);
}

使用示例：

#include 
 
void callback_func(void *result) {
    printf("processing result: %s\n", (char *)result); // 这里只是举个例子，实际上需要根据实际情况进行处理
}
 
int main() {
    char data[] = "hello world";
    process_data(data, sizeof(data), callback_func);
    return 0;
}

五、回调函数的优缺点

优点：

• 提高代码的复用性和灵活性：回调函数可以将一个函数作为参数传递给另一个函数，从而实现模块化编程，提高代码的复用性和灵活性。

•  解耦合：回调函数可以将不同模块之间的关系解耦，使得代码更易于维护和扩展。
• 可以异步执行：回调函数可以在异步操作完成后被执行，这样避免了阻塞线程，提高应用程序的效率。

缺点：

• 回调函数嵌套过多会导致代码难以维护：如果回调函数嵌套层数过多，代码会变得非常复杂，难以维护。
• 回调函数容易造成竞态条件：如果回调函数中有共享资源访问，容易出现竞态条件，导致程序出错。
• 代码可读性差：回调函数的使用可能会破坏代码的结构和可读性，尤其是在处理大量数据时。