C++ 中的回调函数

Callback functions in C++

提问人:cpx 提问时间:2/20/2010 最后编辑:Cœurcpx 更新时间:8/10/2023 访问量:647082

问:

在 C++ 中,何时以及如何使用回调函数?

编辑:
我想看一个简单的例子来编写回调函数。

C++ 回调 函数指针

评论

3赞 Anurag Singh 6/14/2019
[这个](thispointer.com/...很好地解释了有关回调函数的基础知识,并且易于理解。

答:

38赞 Reed Copsey 2/20/2010 #1

Callback 函数是传递到例程中的方法,并在某个时间点由传递给它的例程调用。

这对于制作可重用的软件非常有用。例如,许多操作系统 API(如 Windows API)大量使用回调。

例如,如果要处理文件夹中的文件 - 可以使用自己的例程调用 API 函数,并且例程会针对指定文件夹中的每个文件运行一次。这使得 API 非常灵活。

评论

72赞 Tomáš Zato 12/28/2014
这个答案真的没有普通程序员说出任何他不知道的事情。我在学习 C++ 的同时熟悉许多其他语言。一般回调是什么与我无关。
0赞 Denis G. Labrecque 12/21/2020
问题在于如何使用回调,而不是如何定义回调。
12赞 Darryl 2/20/2010 #2

C++ 中没有回调函数的明确概念。回调机制通常通过函数指针、函子对象或回调对象实现。程序员必须显式设计和实现回调功能。

根据反馈进行编辑:

尽管这个答案收到了负面反馈,但它并没有错。我会努力更好地解释我来自哪里。

C 和 C++ 拥有实现回调函数所需的一切。实现回调函数的最常见和最简单的方法是将函数指针作为函数参数传递。

但是,回调函数和函数指针不是同义词。函数指针是一种语言机制,而回调函数是一个语义概念。函数指针不是实现回调函数的唯一方法 - 您还可以使用函子甚至花园各种虚拟函数。使函数调用成为回调的不是用于识别和调用函数的机制,而是调用的上下文和语义。说某事是回调函数意味着调用函数和被调用的特定函数之间的分离大于正常分离,调用者和被调用者之间的概念耦合更松散,调用者对被调用的内容具有显式控制。正是这种松散的概念耦合和调用者驱动的函数选择的模糊概念使某些东西成为回调函数,而不是使用函数指针。

例如,IFormatProvider 的 .NET 文档说“GetFormat 是一种回调方法”,即使它只是一个普通的接口方法。我认为没有人会争辩说所有虚拟方法调用都是回调函数。使 GetFormat 成为回调方法的原因不是它如何传递或调用的机制,而是调用方选择将调用哪个对象的 GetFormat 方法的语义。

某些语言包含具有显式回调语义的功能,通常与事件和事件处理相关。例如,C# 具有事件类型,其语法和语义是围绕回调的概念显式设计的。Visual Basic 有其 Handles 子句,该子句显式声明方法为回调函数,同时抽象出委托或函数指针的概念。在这些情况下,回调的语义概念被集成到语言本身中。

另一方面,C 和 C++ 并没有像以前那样明确地嵌入回调函数的语义概念。机制在那里,集成语义没有。你可以很好地实现回调函数,但要获得更复杂的东西,包括显式回调语义,你必须在C++提供的东西之上构建它,比如Qt对它们的信号和插槽做了什么。

简而言之,C++ 具有实现回调所需的功能,通常使用函数指针非常容易且简单。它没有的是语义特定于回调的关键字和功能,例如 raiseemitHandlesevent += 等。如果您来自具有这些类型元素的语言,那么 C++ 中的本机回调支持会感到阉割。

评论

1赞 ubugnu 4/6/2014
幸运的是,这不是我访问此页面时读到的第一个答案,否则我会立即跳出!
79赞 Karl von Moor 2/20/2010 #3

斯科特·迈耶斯(Scott Meyers)举了一个很好的例子:

class GameCharacter;
int defaultHealthCalc(const GameCharacter& gc);

class GameCharacter
{
public:
  typedef std::function<int (const GameCharacter&)> HealthCalcFunc;

  explicit GameCharacter(HealthCalcFunc hcf = defaultHealthCalc)
  : healthFunc(hcf)
  { }

  int healthValue() const { return healthFunc(*this); }

private:
  HealthCalcFunc healthFunc;
};

我认为这个例子说明了一切。

std::function<>是编写 C++ 回调的“现代”方式。

评论

4赞 sam-w 11/16/2011
出于兴趣,SM在哪本书中给出了这个例子?干杯:)
6赞 OzBarry 8/25/2012
我知道这是旧的,但是因为我几乎开始这样做并且最终无法在我的设置 (mingw) 上运行,如果您使用的是 GCC 版本 4.x,则不支持此方法<在gcc版本>= 4.0.1中,如果没有大量工作,我使用的一些依赖项将无法编译,因此我坚持使用老式的C样式回调,这些回调工作得很好。
179赞 Ramon Zarazua B. 2/20/2010 #4

还有 C 语言的回调方式:函数指针

// Define a type for the callback signature,
// it is not necessary but makes life easier

// Function pointer called CallbackType that takes a float
// and returns an int
typedef int (*CallbackType)(float);

void DoWork(CallbackType callback)
{
  float variable = 0.0f;
  
  // Do calculations
  
  // Call the callback with the variable, and retrieve the
  // result
  int result = callback(variable);

  // Do something with the result
}

int SomeCallback(float variable)
{
  int result;

  // Interpret variable

  return result;
}

int main(int argc, char ** argv)
{
  // Pass in SomeCallback to the DoWork
  DoWork(&SomeCallback);
}

现在,如果要将类方法作为回调传入,则这些函数指针的声明具有更复杂的声明,例如:

// Declaration:
typedef int (ClassName::*CallbackType)(float);

// This method performs work using an object instance
void DoWorkObject(CallbackType callback)
{
  // Class instance to invoke it through
  ClassName objectInstance;

  // Invocation
  int result = (objectInstance.*callback)(1.0f);
}

//This method performs work using an object pointer
void DoWorkPointer(CallbackType callback)
{
  // Class pointer to invoke it through
  ClassName * pointerInstance;

  // Invocation
  int result = (pointerInstance->*callback)(1.0f);
}

int main(int argc, char ** argv)
{
  // Pass in SomeCallback to the DoWork
  DoWorkObject(&ClassName::Method);
  DoWorkPointer(&ClassName::Method);
}

评论

2赞 CarlJohnson 9/25/2012
类方法示例中存在错误。调用应为:(instance.*callback)(1.0f)
3赞 bleater 2/22/2013
这与 std::tr1:function 相比有缺点,因为回调是按类键入的;这使得在执行调用的对象不知道要调用的对象的类时使用 C 样式回调是不切实际的。
1赞 Ramon Zarazua B. 1/16/2015
是的你可以。 只是句法糖,使其更具可读性。如果没有 ,函数指针的 DoWorkObject 定义将为:。对于成员指针,指针为:typedeftypedefvoid DoWorkObject(int (*callback)(float))void DoWorkObject(int (ClassName::*callback)(float))
1赞 Shlomi Hassid 1/14/2021
谢谢!简单易懂!不像其他人那样弯曲。
1赞 Maëlan 11/2/2021
@Milan我刚刚投票否决了您最新提议的编辑,其摘要是“以前的编辑刚刚删除了有用的评论(甚至不关心写适当的摘要。他/她只是复制粘贴了摘要!解释一下发生了什么:我敢打赌,您尝试撤消的编辑(按@Tarmo)来自对拟议编辑的审查过程;审阅者有机会“进一步编辑”您的提案,这实际上显示为具有相同摘要的单独编辑(不幸的是)。
6赞 AudioDroid 12/15/2010 #5

回调函数是 C 标准的一部分,因此也是 C++ 的一部分。但是,如果你正在使用 C++,我建议你改用观察者模式http://en.wikipedia.org/wiki/Observer_pattern

评论

1赞 Darryl 4/8/2014
回调函数不一定等同于通过作为参数传递的函数指针执行函数。根据某些定义,术语回调函数带有额外的语义,即通知其他一些代码刚刚发生的事情,或者应该发生某事的时间。从这个角度来看,回调函数不是 C 标准的一部分,但可以使用函数指针轻松实现,函数指针是标准的一部分。
3赞 lmat - Reinstate Monica 2/11/2015
“C标准的一部分,因此也是C++的一部分。这是一个典型的误解,但仍然是一个误解:-)
0赞 AudioDroid 2/26/2015
我必须同意。我将保持原样,因为如果我现在更改它只会引起更多的混乱。我的意思是说函数指针(!)是标准的一部分。我同意,说任何与此不同的话都是误导性的。
0赞 underscore_d 6/4/2017
回调函数以何种方式成为“C 标准的一部分”?我不认为它支持函数和指向函数的指针这一事实意味着它专门将回调规范为语言概念。此外,如前所述,即使它是准确的,这也与 C++ 没有直接关系。当 OP 询问“何时以及如何”在 C++ 中使用回调时,这尤其无关紧要(这是一个蹩脚的、过于宽泛的问题,但仍然如此),而您的答案是仅链接的告诫,以做一些不同的事情。
5赞 user3820843 7/23/2014 #6

请参阅上面的定义,其中指出回调函数被传递给其他函数,并在某个时候被调用。

在 C++ 中,最好让回调函数调用类方法。执行此操作时,您可以访问成员数据。如果使用 C 方式定义回调,则必须将其指向静态成员函数。这不是很可取的。

以下是如何在 C++ 中使用回调。假设有 4 个文件。一对 .CPP/。H 文件。 类 C1 是具有我们想要回调的方法的类。C2 回调 C1 的方法。在此示例中,回调函数采用 1 个参数,我为读者添加了该参数。该示例未显示任何正在实例化和使用的对象。此实现的一个用例是,当一个类读取数据并将其存储到临时空间中,另一个类对数据进行后处理时。使用回调函数,对于读取的每一行数据,回调都可以对其进行处理。这种技术减少了所需临时空间的开销。它对于返回大量数据的 SQL 查询特别有用,然后必须对其进行后处理。

/////////////////////////////////////////////////////////////////////
// C1 H file

class C1
{
    public:
    C1() {};
    ~C1() {};
    void CALLBACK F1(int i);
};

/////////////////////////////////////////////////////////////////////
// C1 CPP file

void CALLBACK C1::F1(int i)
{
// Do stuff with C1, its methods and data, and even do stuff with the passed in parameter
}

/////////////////////////////////////////////////////////////////////
// C2 H File

class C1; // Forward declaration

class C2
{
    typedef void (CALLBACK C1::* pfnCallBack)(int i);
public:
    C2() {};
    ~C2() {};

    void Fn(C1 * pThat,pfnCallBack pFn);
};

/////////////////////////////////////////////////////////////////////
// C2 CPP File

void C2::Fn(C1 * pThat,pfnCallBack pFn)
{
    // Call a non-static method in C1
    int i = 1;
    (pThat->*pFn)(i);
}
669赞 Pixelchemist 2/24/2015 #7

注意:大多数答案都涵盖了函数指针,这是在 C++ 中实现“回调”逻辑的一种可能性,但截至今天,我认为这不是最有利的答案。

什么是回调(?)以及为什么要使用它们(!)

回调是类或函数接受的可调用对象(见下文),用于根据该回调自定义当前逻辑。

使用回调的一个原因是编写通用代码,该代码独立于被调用函数中的逻辑,并且可以与不同的回调重用。

标准算法库的许多函数都使用回调。例如,该算法将一元回调应用于迭代器范围中的每个项目:<algorithm>for_each

template<class InputIt, class UnaryFunction>
UnaryFunction for_each(InputIt first, InputIt last, UnaryFunction f)
{
  for (; first != last; ++first) {
    f(*first);
  }
  return f;
}

它可用于首先递增,然后通过传递适当的可调用对象来打印向量,例如:

std::vector<double> v{ 1.0, 2.2, 4.0, 5.5, 7.2 };
double r = 4.0;
std::for_each(v.begin(), v.end(), [&](double & v) { v += r; });
std::for_each(v.begin(), v.end(), [](double v) { std::cout << v << " "; });

哪个打印

5 6.2 8 9.5 11.2

回调的另一个应用是通知某些事件的调用者,这实现了一定程度的静态/编译时灵活性。

就我个人而言,我使用一个本地优化库,它使用两个不同的回调:

  • 如果需要函数值和基于输入值向量的梯度,则调用第一个回调(逻辑回调:函数值确定/梯度推导)。
  • 第二个回调为每个算法步骤调用一次,并接收有关算法收敛的某些信息(通知回调)。

因此,库设计者不负责决定提供给程序员的信息会发生什么 通过通知回调,他不必担心如何实际确定函数值,因为它们是由逻辑回调提供的。把这些事情做好是图书馆用户的一项任务,并使图书馆保持纤薄和更通用。

此外,回调可以启用动态运行时行为。

想象一下,某种游戏引擎类具有每次用户按下键盘上的按钮和一组控制游戏行为的函数时触发的函数。 通过回调,您可以在运行时(重新)决定将执行哪个操作。

void player_jump();
void player_crouch();

class game_core
{
    std::array<void(*)(), total_num_keys> actions;
    // 
    void key_pressed(unsigned key_id)
    {
        if(actions[key_id])
            actions[key_id]();
    }
    
    // update keybind from the menu
    void update_keybind(unsigned key_id, void(*new_action)())
    {
        actions[key_id] = new_action;
    }
};

在这里,该函数使用存储在 中的回调来获得按下某个键时所需的行为。 如果玩家选择改变跳跃按钮,引擎可以调用key_pressedactions

game_core_instance.update_keybind(newly_selected_key, &player_jump);

因此,一旦下次在游戏中按下此按钮,就会更改调用(调用)的行为。key_pressedplayer_jump

C++(11) 中的可调用对象是什么?

有关更正式的说明,请参阅 C++ 概念:可在 cppreference 上调用。

在 C++(11) 中可以通过多种方式实现回调功能,因为有几种不同的东西是可调用的*

  • 函数指针(包括指向成员函数的指针)
  • std::function对象
  • Lambda 表达式
  • 绑定表达式
  • 函数对象(具有重载函数调用运算符的类operator())

* 注意:指向数据成员的指针也是可调用的,但根本不调用任何函数。

详细编写回调的几种重要方法

  • X.1 本文中的“编写”回调是指声明和命名回调类型的语法。
  • X.2 “调用”回调是指调用这些对象的语法。
  • X.3 “使用”回调是指使用回调向函数传递参数时的语法。

注意:从 C++17 开始,像 f(... 这样的调用可以写成 std::invoke(f, ...),它也处理指向成员大小写的指针。

1. 函数指针

函数指针是回调可以具有的“最简单”类型(就通用性而言;就可读性而言,可以说是最糟糕的)。

让我们有一个简单的函数:foo

int foo (int x) { return 2+x; }

1.1 编写函数指针/类型表示法

函数指针类型具有表示法

return_type (*)(parameter_type_1, parameter_type_2, parameter_type_3)
// i.e. a pointer to foo has the type:
int (*)(int)

其中命名函数指针类型将如下所示

return_type (* name) (parameter_type_1, parameter_type_2, parameter_type_3)

// i.e. f_int_t is a type: function pointer taking one int argument, returning int
typedef int (*f_int_t) (int); 

// foo_p is a pointer to a function taking int returning int
// initialized by pointer to function foo taking int returning int
int (* foo_p)(int) = &foo; 
// can alternatively be written as 
f_int_t foo_p = &foo;

声明为我们提供了使内容更具可读性的选项,因为 for 也可以写成:usingtypedeff_int_t

using f_int_t = int(*)(int);

其中(至少对我而言)更清楚的是新的类型别名,并且函数指针类型的识别也更容易f_int_t

使用函数指针类型的回调的函数声明将是:

// foobar having a callback argument named moo of type 
// pointer to function returning int taking int as its argument
int foobar (int x, int (*moo)(int));
// if f_int is the function pointer typedef from above we can also write foobar as:
int foobar (int x, f_int_t moo);

1.2 回调调用表示法

调用表示法遵循简单的函数调用语法:

int foobar (int x, int (*moo)(int))
{
    return x + moo(x); // function pointer moo called using argument x
}
// analog
int foobar (int x, f_int_t moo)
{
    return x + moo(x); // function pointer moo called using argument x
}

1.3 回调使用符号和兼容类型

可以使用函数指针调用采用函数指针的回调函数。

使用接受函数指针回调的函数相当简单:

 int a = 5;
 int b = foobar(a, foo); // call foobar with pointer to foo as callback
 // can also be
 int b = foobar(a, &foo); // call foobar with pointer to foo as callback

1.4 示例

可以编写一个不依赖于回调工作方式的函数:

void tranform_every_int(int * v, unsigned n, int (*fp)(int))
{
  for (unsigned i = 0; i < n; ++i)
  {
    v[i] = fp(v[i]);
  }
}

在可能的情况下,回调可以是

int double_int(int x) { return 2*x; }
int square_int(int x) { return x*x; }

int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
tranform_every_int(&a[0], 5, double_int);
// now a == {2, 4, 6, 8, 10};
tranform_every_int(&a[0], 5, square_int);
// now a == {4, 16, 36, 64, 100};

2. 指向成员函数的指针

指向成员函数(某个类)的指针是一种特殊类型(甚至更复杂)的函数指针,它需要一个类型的对象来操作。CC

struct C
{
    int y;
    int foo(int x) const { return x+y; }
};

2.1 编写指向成员函数/类型表示法的指针

指向某个类的成员函数类型的指针具有表示法T

// can have more or less parameters
return_type (T::*)(parameter_type_1, parameter_type_2, parameter_type_3)
// i.e. a pointer to C::foo has the type
int (C::*) (int)

其中,指向成员函数的命名指针将类似于函数指针,如下所示:

return_type (T::* name) (parameter_type_1, parameter_type_2, parameter_type_3)

// i.e. a type `f_C_int` representing a pointer to a member function of `C`
// taking int returning int is:
typedef int (C::* f_C_int_t) (int x); 

// The type of C_foo_p is a pointer to a member function of C taking int returning int
// Its value is initialized by a pointer to foo of C
int (C::* C_foo_p)(int) = &C::foo;
// which can also be written using the typedef:
f_C_int_t C_foo_p = &C::foo;

示例:声明一个函数,将指向成员函数回调的指针作为其参数之一:

// C_foobar having an argument named moo of type pointer to a member function of C
// where the callback returns int taking int as its argument
// also needs an object of type c
int C_foobar (int x, C const &c, int (C::*moo)(int));
// can equivalently be declared using the typedef above:
int C_foobar (int x, C const &c, f_C_int_t moo);

2.2 回调调用表示法

通过对取消引用的指针使用成员访问操作,可以针对该类型的对象调用指向 的成员函数的指针。注意:括号为必填项!CC

int C_foobar (int x, C const &c, int (C::*moo)(int))
{
    return x + (c.*moo)(x); // function pointer moo called for object c using argument x
}
// analog
int C_foobar (int x, C const &c, f_C_int_t moo)
{
    return x + (c.*moo)(x); // function pointer moo called for object c using argument x
}

注意:如果指向 C 的指针可用,则语法是等效的(其中指向 C 的指针也必须取消引用):

int C_foobar_2 (int x, C const * c, int (C::*meow)(int))
{
    if (!c) return x;
    // function pointer meow called for object *c using argument x
    return x + ((*c).*meow)(x); 
}
// or equivalent:
int C_foobar_2 (int x, C const * c, int (C::*meow)(int))
{
    if (!c) return x;
    // function pointer meow called for object *c using argument x
    return x + (c->*meow)(x); 
}

2.3 回调使用符号和兼容类型

可以使用类的成员函数指针调用采用类的成员函数指针的回调函数。TT

使用一个将指针指向成员函数回调的函数(类似于函数指针)也非常简单:

 C my_c{2}; // aggregate initialization
 int a = 5;
 int b = C_foobar(a, my_c, &C::foo); // call C_foobar with pointer to foo as its callback

3. 对象(标题std::function<functional>)

该类是一个多态函数包装器,用于存储、复制或调用可调用对象。std::function

3.1 编写对象/类型表示法std::function

存储可调用对象的对象的类型如下所示:std::function

std::function<return_type(parameter_type_1, parameter_type_2, parameter_type_3)>

// i.e. using the above function declaration of foo:
std::function<int(int)> stdf_foo = &foo;
// or C::foo:
std::function<int(const C&, int)> stdf_C_foo = &C::foo;

3.2 回调调用表示法

该类已定义可用于调用其目标的类。std::functionoperator()

int stdf_foobar (int x, std::function<int(int)> moo)
{
    return x + moo(x); // std::function moo called
}
// or 
int stdf_C_foobar (int x, C const &c, std::function<int(C const &, int)> moo)
{
    return x + moo(c, x); // std::function moo called using c and x
}

3.3 回调使用符号和兼容类型

回调比函数指针或指向成员函数的指针更通用,因为可以传递不同的类型并将其隐式转换为对象。std::functionstd::function

3.3.1 函数指针和成员函数指针

函数指针

int a = 2;
int b = stdf_foobar(a, &foo);
// b == 6 ( 2 + (2+2) )

或指向成员函数的指针

int a = 2;
C my_c{7}; // aggregate initialization
int b = stdf_C_foobar(a, c, &C::foo);
// b == 11 == ( 2 + (7+2) )

可以使用。

3.3.2 Lambda 表达式

lambda 表达式中的未命名闭包可以存储在对象中:std::function

int a = 2;
int c = 3;
int b = stdf_foobar(a, [c](int x) -> int { return 7+c*x; });
// b == 15 == a + (7 + c*a) == 2 + (7 + 3*2)

3.3.3 std::bind 表达式

可以传递表达式的结果。例如,通过将参数绑定到函数指针调用:std::bind

int foo_2 (int x, int y) { return 9*x + y; }
using std::placeholders::_1;

int a = 2;
int b = stdf_foobar(a, std::bind(foo_2, _1, 3));
// b == 23 == 2 + ( 9*2 + 3 )
int c = stdf_foobar(a, std::bind(foo_2, 5, _1));
// c == 49 == 2 + ( 9*5 + 2 )

其中,还可以将对象绑定为对象,以调用指向成员函数的指针:

int a = 2;
C const my_c{7}; // aggregate initialization
int b = stdf_foobar(a, std::bind(&C::foo, my_c, _1));
// b == 1 == 2 + ( 2 + 7 )

3.3.4 函数对象

具有适当重载的类的对象也可以存储在对象中。operator()std::function

struct Meow
{
  int y = 0;
  Meow(int y_) : y(y_) {}
  int operator()(int x) { return y * x; }
};
int a = 11;
int b = stdf_foobar(a, Meow{8});
// b == 99 == 11 + ( 8 * 11 )

3.4 示例

更改要使用的函数指针示例std::function

void stdf_tranform_every_int(int * v, unsigned n, std::function<int(int)> fp)
{
  for (unsigned i = 0; i < n; ++i)
  {
    v[i] = fp(v[i]);
  }
}

为该函数提供了更多的实用性,因为(参见 3.3)我们有更多使用它的可能性:

// using function pointer still possible
int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
stdf_tranform_every_int(&a[0], 5, double_int);
// now a == {2, 4, 6, 8, 10};

// use it without having to write another function by using a lambda
stdf_tranform_every_int(&a[0], 5, [](int x) -> int { return x/2; });
// now a == {1, 2, 3, 4, 5}; again

// use std::bind :
int nine_x_and_y (int x, int y) { return 9*x + y; }
using std::placeholders::_1;
// calls nine_x_and_y for every int in a with y being 4 every time
stdf_tranform_every_int(&a[0], 5, std::bind(nine_x_and_y, _1, 4));
// now a == {13, 22, 31, 40, 49};

4. 模板化回调类型

使用模板,调用回调的代码可能比使用对象更通用。std::function

请注意,模板是编译时功能,是编译时多态性的设计工具。如果要通过回调实现运行时动态行为,模板会有所帮助,但它们不会诱导运行时动态。

4.1 编写(类型表示法)和调用模板化回调

泛化,即使用模板可以进一步实现上面的代码:std_ftransform_every_int

template<class R, class T>
void stdf_transform_every_int_templ(int * v,
  unsigned const n, std::function<R(T)> fp)
{
  for (unsigned i = 0; i < n; ++i)
  {
    v[i] = fp(v[i]);
  }
}

回调类型的更通用(也是最简单)的语法是一个简单的、有待推导的模板化参数:

template<class F>
void transform_every_int_templ(int * v, 
  unsigned const n, F f)
{
  std::cout << "transform_every_int_templ<" 
    << type_name<F>() << ">\n";
  for (unsigned i = 0; i < n; ++i)
  {
    v[i] = f(v[i]);
  }
}

注意:包含的输出打印为模板化类型 F 推断的类型名称。type_name的实现在这篇文章的末尾给出。

范围一元变换的最通用实现是标准库的一部分,即 它也是针对迭代类型进行模板化的。std::transform

template<class InputIt, class OutputIt, class UnaryOperation>
OutputIt transform(InputIt first1, InputIt last1, OutputIt d_first,
  UnaryOperation unary_op)
{
  while (first1 != last1) {
    *d_first++ = unary_op(*first1++);
  }
  return d_first;
}

4.2 使用模板化回调和兼容类型的示例

模板化回调方法的兼容类型与上述类型相同(参见 3.4)。std::functionstdf_transform_every_int_templ

但是,使用模板化版本时,所用回调的签名可能会略有变化:

// Let
int foo (int x) { return 2+x; }
int muh (int const &x) { return 3+x; }
int & woof (int &x) { x *= 4; return x; }

int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
stdf_transform_every_int_templ<int,int>(&a[0], 5, &foo);
// a == {3, 4, 5, 6, 7}
stdf_transform_every_int_templ<int, int const &>(&a[0], 5, &muh);
// a == {6, 7, 8, 9, 10}
stdf_transform_every_int_templ<int, int &>(&a[0], 5, &woof);

注意:std_ftransform_every_int(非模板化版本;见上文)确实适用于 foo,但不能使用 muh

// Let
void print_int(int * p, unsigned const n)
{
  bool f{ true };
  for (unsigned i = 0; i < n; ++i)
  {
    std::cout << (f ? "" : " ") << p[i]; 
    f = false;
  }
  std::cout << "\n";
}

的纯模板化参数可以是所有可能的可调用类型。transform_every_int_templ

int a[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
print_int(a, 5);
transform_every_int_templ(&a[0], 5, foo);
print_int(a, 5);
transform_every_int_templ(&a[0], 5, muh);
print_int(a, 5);
transform_every_int_templ(&a[0], 5, woof);
print_int(a, 5);
transform_every_int_templ(&a[0], 5, [](int x) -> int { return x + x + x; });
print_int(a, 5);
transform_every_int_templ(&a[0], 5, Meow{ 4 });
print_int(a, 5);
using std::placeholders::_1;
transform_every_int_templ(&a[0], 5, std::bind(foo_2, _1, 3));
print_int(a, 5);
transform_every_int_templ(&a[0], 5, std::function<int(int)>{&foo});
print_int(a, 5);

上面的代码打印:

1 2 3 4 5
transform_every_int_templ <int(*)(int)>
3 4 5 6 7
transform_every_int_templ <int(*)(int&)>
6 8 10 12 14
transform_every_int_templ <int& (*)(int&)>
9 11 13 15 17
transform_every_int_templ <main::{lambda(int)#1} >
27 33 39 45 51
transform_every_int_templ <Meow>
108 132 156 180 204
transform_every_int_templ <std::_Bind<int(*(std::_Placeholder<1>, int))(int, int)>>
975 1191 1407 1623 1839
transform_every_int_templ <std::function<int(int)>>
977 1193 1409 1625 1841

type_name上面使用的实现

#include <type_traits>
#include <typeinfo>
#include <string>
#include <memory>
#include <cxxabi.h>

template <class T>
std::string type_name()
{
  typedef typename std::remove_reference<T>::type TR;
  std::unique_ptr<char, void(*)(void*)> own
    (abi::__cxa_demangle(typeid(TR).name(), nullptr,
    nullptr, nullptr), std::free);
  std::string r = own != nullptr?own.get():typeid(TR).name();
  if (std::is_const<TR>::value)
    r += " const";
  if (std::is_volatile<TR>::value)
    r += " volatile";
  if (std::is_lvalue_reference<T>::value)
    r += " &";
  else if (std::is_rvalue_reference<T>::value)
    r += " &&";
  return r;
}
        

评论

51赞 Pixelchemist 1/14/2016
@BogeyJammer:如果你没有注意到:答案有两个部分。1. “回调”的一般解释,并举一个小例子。2. 不同可调用对象的完整列表以及使用回调编写代码的方法。欢迎您不要深入研究或阅读整个答案,但仅仅因为您不想要详细的视图,答案就不会无效或“被粗暴复制”。主题是“c++ 回调”。即使第 1 部分对 OP 来说没问题,其他人也可能会发现第 2 部分很有用。随意指出第一部分(而不是 -1)缺乏信息或建设性批评。
34赞 dcow 2/25/2016
@BogeyJammer 我对编程并不陌生,但我对“现代 c++”不熟悉。这个答案为我提供了确切的上下文,我需要推理回调在 c++ 中扮演的角色。OP 可能没有要求多个例子,但在 SO 上,在永无止境地寻求教育一个傻瓜世界的过程中,列举一个问题的所有可能解决方案是惯例。如果它读起来太像一本书,我唯一能提供的建议就是通过阅读其中的一些来练习一下。
1赞 konoufo 10/13/2017
int b = foobar(a, foo); // call foobar with pointer to foo as callback,这是错别字吧? 应该是它工作的指针 AFAIK。foo
1赞 Pixelchemist 10/15/2017
@konoufo:C++11 标准说:“函数类型 T 的左值可以转换为类型”指向 T 的指针“的 prvalue。结果是指向函数的指针。这是一个标准转换,因此是隐式发生的。当然,可以在此处使用函数指针。[conv.func]
0赞 Blood-HaZaRd 6/18/2018
我读过的最好的答案之一。
34赞 Miljen Mikic 7/2/2016 #8

公认的答案非常有用且非常全面。但是,OP 指出

我想看一个简单的例子来编写回调函数。

所以你在这里,从C++11开始,你不需要函数指针和类似的东西:std::function

#include <functional>
#include <string>
#include <iostream>

void print_hashes(std::function<int (const std::string&)> hash_calculator) {
    std::string strings_to_hash[] = {"you", "saved", "my", "day"};
    for(auto s : strings_to_hash)
        std::cout << s << ":" << hash_calculator(s) << std::endl;    
}

int main() {
    print_hashes( [](const std::string& str) {   /** lambda expression */
        int result = 0;
        for (int i = 0; i < str.length(); i++)
            result += pow(31, i) * str.at(i);
        return result;
    });
    return 0;
}

顺便说一句,这个例子在某种程度上是真实的,因为您希望使用哈希函数的不同实现来调用函数,为此我提供了一个简单的例子。它接收一个字符串,返回一个 int(所提供字符串的哈希值),您需要从语法部分记住的就是将此类函数描述为将调用它的函数的输入参数。print_hashesstd::function<int (const std::string&)>

评论

2赞 Mehar Charan Sahai 6/14/2019
在上面的所有这些答案中,这个答案让我了解了什么是回调以及如何使用它们。谢谢。
0赞 Miljen Mikic 6/14/2019
@MeharCharanSahai很高兴听到它:)不客气。
1赞 Niki Romagnoli 9/30/2020
这让我终于明白了,谢谢。我认为有时工程师应该不那么认真地对待它们,并理解最终的技能是有意识地简化简单的东西,IMO。
0赞 crizCraig 8/16/2016 #9

Boost 的 signals2 允许您以线程安全的方式订阅通用成员函数(无需模板!

示例:文档视图信号可用于实现灵活的 文档视图体系结构。该文档将包含一个信号 每个视图都可以连接。以下 Document 类 定义支持多个视图的简单文本文档。请注意, 它存储一个信号,所有视图都将连接到该信号。

class Document
{
public:
    typedef boost::signals2::signal<void ()>  signal_t;

public:
    Document()
    {}

    /* Connect a slot to the signal which will be emitted whenever
      text is appended to the document. */
    boost::signals2::connection connect(const signal_t::slot_type &subscriber)
    {
        return m_sig.connect(subscriber);
    }

    void append(const char* s)
    {
        m_text += s;
        m_sig();
    }

    const std::string& getText() const
    {
        return m_text;
    }

private:
    signal_t    m_sig;
    std::string m_text;
};

接下来,我们可以开始定义视图。下面的 TextView 类 提供文档文本的简单视图。

class TextView
{
public:
    TextView(Document& doc): m_document(doc)
    {
        m_connection = m_document.connect(boost::bind(&TextView::refresh, this));
    }

    ~TextView()
    {
        m_connection.disconnect();
    }

    void refresh() const
    {
        std::cout << "TextView: " << m_document.getText() << std::endl;
    }
private:
    Document&               m_document;
    boost::signals2::connection  m_connection;
};
1赞 Ehsan Ahmadi 6/8/2019 #10

公认的答案是全面的,但与问题有关,我只想在这里举一个简单的例子。我有一段很久以前写的代码。我想以有序的方式遍历一棵树(左节点,然后是根节点,然后是右节点),每当我到达一个节点时,我希望能够调用任意函数,以便它可以做任何事情。

void inorder_traversal(Node *p, void *out, void (*callback)(Node *in, void *out))
{
    if (p == NULL)
        return;
    inorder_traversal(p->left, out, callback);
    callback(p, out); // call callback function like this.
    inorder_traversal(p->right, out, callback);
}


// Function like bellow can be used in callback of inorder_traversal.
void foo(Node *t, void *out = NULL)
{
    // You can just leave the out variable and working with specific node of tree. like bellow.
    // cout << t->item;
    // Or
    // You can assign value to out variable like below
    // Mention that the type of out is void * so that you must firstly cast it to your proper out.
    *((int *)out) += 1;
}
// This function use inorder_travesal function to count the number of nodes existing in the tree.
void number_nodes(Node *t)
{
    int sum = 0;
    inorder_traversal(t, &sum, foo);
    cout << sum;
}

 int main()
{

    Node *root = NULL;
    // What These functions perform is inserting an integer into a Tree data-structure.
    root = insert_tree(root, 6);
    root = insert_tree(root, 3);
    root = insert_tree(root, 8);
    root = insert_tree(root, 7);
    root = insert_tree(root, 9);
    root = insert_tree(root, 10);
    number_nodes(root);
}

评论

1赞 Rajan Sharma 6/8/2019
它如何回答这个问题?
1赞 Ehsan Ahmadi 6/8/2019
你知道公认的答案是正确和全面的,我认为没有更多的事情可以说。但是我发布了一个我使用回调函数的例子。
0赞 Bingoabs 8/16/2021 #11

@Pixelchemist已经给出了一个全面的答案。但作为一名网络开发人员,我可以提供一些提示。

通常我们用 develop ,所以通常我们有一个结构:tcpa web framework

TcpServer listen port and register the socket to epoll or something
  -> TcpServer receive new connection 
    -> HttpConenction deal the data from the connection 
      -> HttpServer call Handler to deal with HttpConnection.
        -> Handler contain codes like save into database and fetch from db

我们可以将框架开发为顺序,但对于只想关心 .因此,是时候使用 .Handlercallback

Mutiple Handler written by user
  -> register the handler as callback property of HttpServer
    -> register the related methods in HttpServer to HttpConnection
      -> register the relate methods in HttpConnection to TcpServer

因此,用户只需要将他们的处理程序注册到 httpserver(),另一件事是框架可以做的通用的。usually with some path string as key

所以你会发现我们可以把 这 看作是一种上下文,我们希望委托给其他人为我们做。核心是callbackwe don't know when is the best time to invoke the function, but the guy we delegate to know.

0赞 schanti schul 3/13/2023 #12

在寻找嵌入式系统的解决方案之后:

  1. 无法使用库(由于安全性、大小或堆分配。std::
  2. 无法使用库boost::
  3. 仅需要使用分配。static

但仍然想实现类似 or 的东西,用于回调实现。std::bindstd::function

以下是一些可以提供帮助的链接:

通过静态存储 lambda 进行替换 - 如果您的回调参数存储在指定的内存位置,这将非常有用。例如,所有回调都将在没有参数的情况下调用,因此将具有相同的类型,因为参数“存储”在里面。由于所有回调“看起来”都一样,因此它们都可以很容易地与它们的操作码放在同一个数组中。链接:c++ 中具有静态分配的 std::functionstd::bindMyCallback()

将 - c++ 实现替换为 C 中的“函数指针”:(不支持 bind/lambda 存储,可以使用上面的 bind): https://blog.coldflake.com/posts/C++-delegates-on-steroids/(有点受限)或 https://www.etlcpp.com/(具有更多功能)std::function

注意: 在STM32上运行