程序員常常需要實現回調。本文將討論函數指針的基本原則並說明如何使用函數指針實現回調。注意這裡針對的是普通的函數,不包括完全依賴於不同語法和語義規則的類成員函數(類成員指針將在另文中討論)。
聲明函數指針
回調函數是一個程序員不能顯式調用的函數;通過將回調函數的地址傳給調用者從而實現調用。要實現回調,必須首先定義函數指針。盡管定義的語法有點不可思議,但如果你熟悉函數聲明的一般方法,便會發現函數指針的聲明與函數聲明非常類似。請看下面的例子:
void f();// 函數原型
上面的語句聲明了一個函數,沒有輸入參數並返回void。那麼函數指針的聲明方法如下:
void (*) ();
讓我們來分析一下,左邊圓括弧中的星號是函數指針聲明的關鍵。另外兩個元素是函數的返回類型(void)和由邊圓括弧中的入口參數(本例中參數是空)。注意本例中還沒有創建指針變量-只是聲明了變量類型。目前可以用這個變量類型來創建類型定義名及用sizeof表達式獲得函數指針的大小:
// 獲得函數指針的大小
unsigned psize = sizeof (void (*) ());
// 為函數指針聲明類型定義
typedef void (*pfv) ();
pfv是一個函數指針,它指向的函數沒有輸入參數,返回類行為void。使用這個類型定義名可以隱藏復雜的函數指針語法。
指針變量應該有一個變量名:
void (*p) (); //p是指向某函數的指針
p是指向某函數的指針,該函數無輸入參數,返回值的類型為void。左邊圓括弧裡星號後的就是指針變量名。有了指針變量便可以賦值,值的內容是署名匹配的函數名和返回類型。例如:
void func()
{
/* do something */
}
p = func;
p的賦值可以不同,但一定要是函數的地址,並且署名和返回類型相同。
傳遞回調函數的地址給調用者
現在可以將p傳遞給另一個函數(調用者)- caller(),它將調用p指向的函數,而此函數名是未知的:
void caller(void(*ptr)())
{
ptr(); /* 調用ptr指向的函數 */
}
void func();
int main()
{
p = func;
caller(p); /* 傳遞函數地址到調用者 */
}
如果賦了不同的值給p(不同函數地址),那麼調用者將調用不同地址的函數。賦值可以發生在運行時,這樣使你能實現動態綁定。
調用規范
到目前為止,我們只討論了函數指針及回調而沒有去注意ANSI C/C++的編譯器規范。許多編譯器有幾種調用規范。如在Visual C++中,可以在函數類型前加_cdecl,_stdcall或者_pascal來表示其調用規范(默認為_cdecl)。C++ Builder也支持_fastcall調用規范。調用規范影響編譯器產生的給定函數名,參數傳遞的順序(從右到左或從左到右),堆棧清理責任(調用者或者被調用者)以及參數傳遞機制(堆棧,CPU寄存器等)。
將調用規范看成是函數類型的一部分是很重要的;不能用不兼容的調用規范將地址賦值給函數指針。例如:
// 被調用函數是以int為參數,以int為返回值
__stdcall int callee(int);
// 調用函數以函數指針為參數
void caller( __cdecl int(*ptr)(int));
// 在p中企圖存儲被調用函數地址的非法操作
__cdecl int(*p)(int) = callee; // 出錯
指針p和callee()的類型不兼容,因為它們有不同的調用規范。因此不能將被調用者的地址賦值給指針p,盡管兩者有相同的返回值和參數列。