回调函数的作用

68 阅读 0 评论 45 点赞

我是靠谱客的博主美满大树，最近开发中收集的这篇文章主要介绍回调函数的作用，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

回调函数的作用原文地址： http://wmnmtm.blog.163.com/blog/static/3824571420105484116877/

一直不太理解回调函数的作用，下面是找到的一些关于回调函数的作用的解答。

1.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。

2.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。

3.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。

4.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。本文将要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？

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。

(2)为什么要使用回调函数？

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。

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。

不管怎么说，回调函数是继续自C语言的，因而，在C++中，应只在与C代码建立接口，或与已有的回调接口打交道时，才使用回调函数。除了上述情况，在C++中应使用虚拟方法或函数符（functor），而不是回调函数。

作者：桥头堡
链接：https://www.zhihu.com/question/19801131/answer/27459821
来源：知乎
著作权归作者所有，转载请联系作者获得授权。

编程分为两类：系统编程（system programming）和应用编程（application programming）。所谓系统编程，简单来说，就是编写库；而应用编程就是利用写好的各种库来编写具某种功用的程序，也就是应用。系统程序员会给自己写的库留下一些接口，即API（application programming interface，应用编程接口），以供应用程序员使用。所以在抽象层的图示里，库位于应用的底下。

当程序跑起来时，一般情况下，应用程序（application program）会时常通过API调用库里所预先备好的函数。但是有些库函数（library function）却要求应用先传给它一个函数，好在合适的时候调用，以完成目标任务。这个被传入的、后又被调用的函数就称为 回调函数（callback function）。

打个比方，有一家旅馆提供叫醒服务，但是要求旅客自己决定叫醒的方法。可以是打客房电话，也可以是派服务员去敲门，睡得死怕耽误事的，还可以要求往自己头上浇盆水。这里，“叫醒”这个行为是旅馆提供的，相当于库函数，但是叫醒的方式是由旅客决定并告诉旅馆的，也就是回调函数。而旅客告诉旅馆怎么叫醒自己的动作，也就是把回调函数传入库函数的动作，称为 登记回调函数（to register a callback function）。如下图所示（图片来源：维基百科）：

可以看到，回调函数通常和应用处于同一抽象层（因为传入什么样的回调函数是在应用级别决定的）。而回调就成了一个高层调用底层，底层再回过头来调用高层的过程。（我认为）这应该是回调最早的应用之处，也是其得名如此的原因。

回调机制的优势

从上面的例子可以看出，回调机制提供了非常大的灵活性。请注意，从现在开始，我们把图中的库函数改称为 中间函数了，这是因为回调并不仅仅用在应用和库之间。任何时候，只要想获得类似于上面情况的灵活性，都可以利用回调。

这种灵活性是怎么实现的呢？乍看起来，回调似乎只是函数间的调用，但仔细一琢磨，可以发现两者之间的一个关键的不同：在回调中，我们利用某种方式，把回调函数像参数一样传入中间函数。可以这么理解，在传入一个回调函数之前，中间函数是不完整的。换句话说，程序可以在运行时，通过登记不同的回调函数，来决定、改变中间函数的行为。这就比简单的函数调用要灵活太多了。请看下面这段Python写成的回调的简单示例：

`even.py`

#回调函数1
#生成一个2k形式的偶数
def double(x):
    return x * 2
    
#回调函数2
#生成一个4k形式的偶数
def quadruple(x):
    return x * 4

`callback_demo.py`

from even import *

#中间函数
#接受一个生成偶数的函数作为参数
#返回一个奇数
def getOddNumber(k, getEvenNumber):
    return 1 + getEvenNumber(k)
    
#起始函数，这里是程序的主函数
def main():    
    k = 1
    #当需要生成一个2k+1形式的奇数时
    i = getOddNumber(k, double)
    print(i)
    #当需要一个4k+1形式的奇数时
    i = getOddNumber(k, quadruple)
    print(i)
    #当需要一个8k+1形式的奇数时
    i = getOddNumber(k, lambda x: x * 8)
    print(i)
    
if __name__ == "__main__":
    main()

运行`callback_demp.py`，输出如下：

3
5
9

上面的代码里，给`getOddNumber`传入不同的回调函数，它的表现也不同，这就是回调机制的优势所在。值得一提的是，上面的第三个回调函数是一个匿名函数。

易被忽略的第三方

通过上面的论述可知，中间函数和回调函数是回调的两个必要部分，不过人们往往忽略了回调里的第三位要角，就是中间函数的调用者。绝大多数情况下，这个调用者可以和程序的主函数等同起来，但为了表示区别，我这里把它称为 起始函数（如上面的代码中注释所示）。

之所以特意强调这个第三方，是因为我在网上读相关文章时得到一种印象，很多人把它简单地理解为两个个体之间的来回调用。譬如，很多中文网页在解释“回调”（callback）时，都会提到这么一句话：“If you call me, I will call you back.”我没有查到这句英文的出处。我个人揣测，很多人把起始函数和回调函数看作为一体，大概有两个原因：第一，可能是“回调”这一名字的误导；第二，给中间函数传入什么样的回调函数，是在起始函数里决定的。实际上，回调并不是“你我”两方的互动，而是ABC的三方联动。有了这个清楚的概念，在自己的代码里实现回调时才不容易混淆出错。

另外，回调实际上有两种：阻塞式回调和延迟式回调。两者的区别在于：阻塞式回调里，回调函数的调用一定发生在起始函数返回之前；而延迟式回调里，回调函数的调用有可能是在起始函数返回之后。这里不打算对这两个概率做更深入的讨论，之所以把它们提出来，也是为了说明强调起始函数的重要性。网上的很多文章，提到这两个概念时，只是笼统地说阻塞式回调发生在主调函数返回之前，却没有明确这个主调函数到底是起始函数还是中间函数，不免让人糊涂，所以这里特意说明一下。另外还请注意，本文中所举的示例均为阻塞式回调。延迟式回调通常牵扯到多线程，我自己还没有完全搞明白，所以这里就不多说了。

回调函数是你写一个函数，让预先写好的系统来调用。你去调用系统的函数，是直调。让系统调用你的函数，就是回调。但假如满足于这种一句话结论，是不会真正明白的。

回调函数可以看成，让别人做事，传进去的额外信息。

比如 A 让 B 做事，根据粒度不同，可以理解成 A 函数调用 B 函数，或者 A 类使用 B 类，或者 A 组件使用 B 组件等等。反正就是 A 叫 B 做事。

当 B 做这件事情的时候，自身的需要的信息不够，而 A 又有。就需要 A 从外面传进来，或者 B 做着做着再向外面申请。对于 B 来说，一种被动得到信息，一种是主动去得到信息，有人给这两种方式术语，叫信息的 push，和信息的 pull。

A 调用 B，A 需要向 B 传参数。如简单的函数：

int max(int a, int b);

要使用这函数，得到两者最大的值, 外面就要传进来 a, b。这个很好理解。

void qsort(void *, size_t, size_t, int (*)(const void *, const void *));

而这个函数用于排序，最后一个参数就是回调函数，似乎就比较难以理解了。这是因为人为割裂了代码和数据。

我们暂停一下，看看计算机中比较诡异的地方，也就是代码(code)和数据(data)的统一。这是一个槛，如果不跨过这槛，很多概念就不清楚。我们常常说计算机程序分成 code 和 data 两部分。很多人会理解成，code 是会运行的，是动态的，data 是给 code 使用，是静态的，这是两种完全不同的东西。

其实 code 只是对行为的一种描述，比如有个机器人可以开灯，关灯，扫地。如果跟机器人约定好，0 表示开灯，1 表示关灯，2 表示扫地。我发出指令串，0 1 2，就可以控制机器人开灯，关灯，扫地。再约定用二进制表示，两位一个指令，就有一个数字串，000111，这个时候 000111 这串数字就描述了机器人的一系列动作，这个就是从一方面理解是 code，它可以控制机器人的行为。但另一方面，它可以传递，可以记录，可以修改，也就是数据。只要大家都协商好，code 就可以编码成 data, 将 data 解释运行的时候，也变成了 code。

code 和 data 可以不用区分，统一称为信息。既然 int max(int a, int b) 中 int，double 等表示普通 data 的东西可以传递进去，自然表示 code 的函数也可以传进去了。有些语言确实是不区分的，它的 function(表示code)跟 int, double 的地位是一样的。这种语言就为函数是第一类值。

而有些语言是不能存储函数，不能动态创建函数，不能动态销毁函数。只能存储一个指向函数的指针，这种语言称为函数是第二类值。

另外有些语言不单可以传递函数，函数里面又用到一些外部信息(包括code, data)。那些语言可以将函数跟函数所用到的信息一起传递存储。这种将函数和它所用的信息作为一个整体，就为闭包。

过了这个槛，将代码和数据统一起来，很多难以理解的概念就会清晰很多。

现在我们再回头看看回调函数。回调函数也就是是 A 让 B 做事，B 做着做着，信息不够，不知道怎么做了，就再让外面处理。

比如上述排序例子，A 让 B 排序，B 会做排序，但排序需要知道哪个比哪个大，这点 B 自己不知道，就需要 A 告诉它。而这种判断大小本身是一种动作，既然 C 语言中不可以传进第一值的函数，就设计成传递第二值的函数指针，这个函数指针就是 A 传向 B 的信息，用来表示一个行为。这里本来 A 调用 B 的，结果 B 又调用了 A 告诉它的信息，也就叫 callback。

再比如 A 让 B 监听系统的某个消息，比如敲了哪个键。跟着 B 监听到了，但它不知道怎么去处理这个消息，就给外面关心这个消息，又知道怎么去处理这个消息的人去处理，这个处理过程本身是个行为，既然这个语言不可以传递函数，又只能传一个函数指针了。假如我将函数指针存储下来，以后就可以随时调用。代码和数据都是信息，数据可以存储下来，用来表示行为的函数自然也可以存储下来。

跟着有些人有会引申成，什么注册啊，通知啊等等等。假如 B 做监听，C, D, E, F, G, H 告诉 B 自己有兴趣知道这消息，那 B 监听到了就去告诉 C,D,E,F,G等人了，这样通知多人了，就叫广播。

理解后进行思考，根本不用关心术语。术语只是为了沟通，别人要告诉你，或者你去告诉人，使用的一套约定的词语。同一个东西往往有不同术语。

再将回调的概念泛化，比如某人同时关心 A, B, C, D, E, F 事件，并且这些事件是一组的，比如敲键盘，鼠标移动，鼠标点击等一组。将一组事件结合起来。在有些语言就映射成接口，接口有 N 个函数。有些语言就映射成一个结构，里面放着 N 个函数指针。跟着就不是将单个函数指针传进去，而是将接口，或者函数指针的结构传进去。根据不同的用途，有些人叫它为代理，监听者，观察者等等。

实际上也是将某种行为存储下来，以后有需要再进行调用。跟回调函数在更深层次是没有区别的。