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简介
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。
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。
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。
一个简单的回调函数实现
下面创建了一个sort.dll的动态链接库，它导出了一个名为CompareFunction的类型--typedef int (__stdcall *CompareFunction)(const byte*, const byte*)，它就是回调函数的类型。另外，它也导出了两个方法：Bubblesort()和Quicksort()，这两个方法原型相同，但实现了不同的排序算法。
void DLLDIR __stdcall Bubblesort(byte* array,int size,int elem_size,CompareFunction cmpFunc);
void DLLDIR __stdcall Quicksort(byte* array,int size,int elem_size,CompareFunction cmpFunc); |
这两个函数接受以下参数：
·byte * array：指向元素数组的指针（任意类型）。
·int size：数组中元素的个数。
·int elem_size：数组中一个元素的大小，以字节为单位。
·CompareFunction cmpFunc：带有上述原型的指向回调函数的指针。
这两个函数的会对数组进行某种排序，但每次都需决定两个元素哪个排在前面，而函数中有一个回调函数，其地址是作为一个参数传递进来的。对编写者来说，不必介意函数在何处实现，或它怎样被实现的，所需在意的只是两个用于比较的元素的地址，并返回以下的某个值（库的编写者和使用者都必须遵守这个约定）：
·-1：如果第一个元素较小，那它在已排序好的数组中，应该排在第二个元素前面。
·0：如果两个元素相等，那么它们的相对位置并不重要，在已排序好的数组中，谁在前面都无所谓。
·1：如果第一个元素较大，那在已排序好的数组中，它应该排第二个元素后面。
基于以上约定，函数Bubblesort()的实现如下，Quicksort()就稍微复杂一点：
void DLLDIR __stdcall Bubblesort(byte* array,int size,int elem_size,CompareFunction cmpFunc)
{
for(int i=0; i < size; i++)
{
for(int j=0; j < size-1; j++)
{
//回调比较函数
if(1 == (*cmpFunc)(array+j*elem_size,array+(j+1)*elem_size))
{
//两个相比较的元素相交换
byte* temp = new byte[elem_size];
memcpy(temp, array+j*elem_size, elem_size);
memcpy(array+j*elem_size,array+(j+1)*elem_size,elem_size);
memcpy(array+(j+1)*elem_size, temp, elem_size);
delete [] temp;
}
}
}
} |
注意：因为实现中使用了memcpy()，所以函数在使用的数据类型方面，会有所局限。
对使用者来说，必须有一个回调函数，其地址要传递给Bubblesort()函数。下面有二个简单的示例，一个比较两个整数，而另一个比较两个字符串：
int __stdcall CompareInts(const byte* velem1, const byte* velem2)
{
int elem1 = *(int*)velem1;
int elem2 = *(int*)velem2;
if(elem1 < elem2)
return -1;
if(elem1 > elem2)
return 1;
return 0;
}
int __stdcall CompareStrings(const byte* velem1, const byte* velem2)
{
const char* elem1 = (char*)velem1;
const char* elem2 = (char*)velem2;
return strcmp(elem1, elem2);
} |
下面另有一个程序，用于测试以上所有的代码，它传递了一个有5个元素的数组给Bubblesort()和Quicksort()，同时还传递了一个指向回调函数的指针。
int main(int argc, char* argv[])
{
int i;
int array[] = {5432, 4321, 3210, 2109, 1098};
cout << "Before sorting ints with Bubblesort\n";
for(i=0; i < 5; i++)
cout << array[i] << '\n';
Bubblesort((byte*)array, 5, sizeof(array[0]), &CompareInts);
cout << "After the sorting\n";
for(i=0; i < 5; i++)
cout << array[i] << '\n';
const char str[5][10] = {"estella","danielle","crissy","bo","angie"};
cout << "Before sorting strings with Quicksort\n";
for(i=0; i < 5; i++)
cout << str[i] << '\n';
Quicksort((byte*)str, 5, 10, &CompareStrings);
cout << "After the sorting\n";
for(i=0; i < 5; i++)
cout << str[i] << '\n';
return 0;
} |
如果想进行降序排序（大元素在先），就只需修改回调函数的代码，或使用另一个回调函数，这样编程起来灵活性就比较大了。
调用约定
上面的代码中，可在函数原型中找到__stdcall，因为它以双下划线打头，所以它是一个特定于编译器的扩展，说到底也就是微软的实现。任何支持开发基于Win32的程序都必须支持这个扩展或其等价物。以__stdcall标识的函数使用了标准调用约定，为什么叫标准约定呢，因为所有的Win32 API（除了个别接受可变参数的除外）都使用它。标准调用约定的函数在它们返回到调用者之前，都会从堆栈中移除掉参数，这也是Pascal的标准约定。但在C/C++中，调用约定是调用者负责清理堆栈，而不是被调用函数；为强制函数使用C/C++调用约定，可使用__cdecl。另外，可变参数函数也使用C/C++调用约定。
Windows操作系统采用了标准调用约定（Pascal约定），因为其可减小代码的体积。这点对早期的Windows来说非常重要，因为那时它运行在只有640KB内存的电脑上。
如果你不喜欢__stdcall，还可以使用CALLBACK宏，它定义在windef.h中：
#define CALLBACK __stdcallor
#define CALLBACK PASCAL //而PASCAL在此被#defined成__stdcall |
作为回调函数的C++方法 因为平时很可能会使用到C++编写代码，也许会想到把回调函数写成类中的一个方法，但先来看看以下的代码：
class CCallbackTester
{
public:
int CALLBACK CompareInts(const byte* velem1, const byte* velem2);
};
Bubblesort((byte*)array, 5, sizeof(array[0]),
&CCallbackTester::CompareInts); |
如果使用微软的编译器，将会得到下面这个编译错误：
| error C2664: 'Bubblesort' : cannot convert parameter 4 from 'int (__stdcall CCallbackTester::*)(const unsigned char *,const unsigned char *)' to 'int (__stdcall *)(const unsigned char *,const unsigned char *)' There is no context in which this conversion is possible |
这是因为非静态成员函数有一个额外的参数：this指针，这将迫使你在成员函数前面加上static。当然，还有几种方法可以解决这个问题，但限于篇幅，就不再论述了。
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提出问题：
回调函数是基于C编程的Windows SDK的技术，不是针对C++的，程序员可以将一个C函数直接作为回调函数，但是如果试图直接使用C++的成员函数作为回调函数将发生错误，甚至编译就不能通过。
分析原因：
普通的C++成员函数都隐含了一个传递函数作为参数，亦即“this”指针，C++通过传递一个指向自身的指针给其成员函数从而实现程序函数可以访问C++的数据成员。这也可以理解为什么C++类的多个实例可以共享成员函数但是确有不同的数据成员。由于this指针的作用，使得将一个CALLBACK型的成员函数作为回调函数安装时就会因为隐含的this指针使得函数参数个数不匹配，从而导致回调函数安装失败
解决方案：
一,不使用成员函数，直接使用普通C函数，为了实现在C函数中可以访问类的成员变量，可以使用友元操作符(friend)，在C++中将该C函数说明为类的友元即可。这种处理机制与普通的C编程中使用回调函数一样。
二,使用静态成员函数，静态成员函数不使用this指针作为隐含参数，这样就可以作为回调函数了。静态成员函数具有两大特点：其一，可以在没有类实例的情况下使用；其二，只能访问静态成员变量和静态成员函数，不能访问非静态成员变量和非静态成员函数。由于在C++中使用类成员函数作为回调函数的目的就是为了访问所有的成员变量和成员函数，如果作不到这一点将不具有实际意义。我们通过使用静态成员函数对非静态成员函数包装的办法来解决问题。类实例可以通过附加参数或全局变量的方式的方式传递到静态成员函数中。分别举例如下：
1，参数传递的方式
#include <iostream.h>
class TClassA
{
public:
void Display(const char* text) { cout << text << endl; };
static void Wrapper_To_Call_Display(void* pt2Object, char* text);
// more.
};
// 静态包装函数，能够调用成员函数Display(),本身做为回调函数来使用
void TClassA::Wrapper_To_Call_Display(void* pt2Object, char* string)
{
// 显式类型转换
TClassA* mySelf = (TClassA*) pt2Object;
// 调用普通成员函数
mySelf->Display(string);
}
// 回调函数的宿主,在这里回调用函数被使用
void DoItA(void* pt2Object, void (*pt2Function)(void* pt2Object, char* text))
{
// 使用回调函数
pt2Function(pt2Object, "hi, i'm calling back using a argument ;-)");
}
// 执行示例
void Callback_Using_Argument()
{
TClassA objA;
DoItA((void*) &objA, TClassA::Wrapper_To_Call_Display);
}
2，全局变量的方式
#include <iostream.h>
void* pt2Object; // 全局变量,可以指向任意对象
class TClassB
{
public:
void Display(const char* text) { cout << text << endl; };
static void Wrapper_To_Call_Display(char* text);
};
// 静态的包装函数
void TClassB::Wrapper_To_Call_Display(char* string)
{
//需要保证全局变量值的正确性
TClassB* mySelf = (TClassB*) pt2Object;
mySelf->Display(string);
}
// 回调用函数的宿主,在这里回调用函数被使用
void DoItB(void (*pt2Function)(char* text))
{
pt2Function("hi, i'm calling back using a global ;-)"); // make callback
}
// 执行示例
void Callback_Using_Global()
{
TClassB objB;
pt2Object = (void*) &objB;
DoItB(TClassB::Wrapper_To_Call_Display);
}
注意：通过上面两种方法的比较可以看出，第2种方法中静态包装函数可以和普通成员函数保持签名一致，当回调函数的宿主接口不能改变时，这种方法特别有用。但因为使用了全局变量，也不是一个好的设计。