C/C++ 回调函数 callback 异步编程_c++异步回调-程序员宅基地

一、C语言的回调函数

1.小试牛刀

#include <iostream>
using namespace std;
#include <memory>
#include <stdlib.h>

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

void test01() {
    // 函数指针可以指向任何类型的函数，只要函数的参数列表和返回值类型匹配即可
    int (*pFunc)(int,int) = add;
    // 函数指针可以像普通函数一样被调用，通过函数指针变量名加上括号的方式
    int result = (*pFunc)(1,2);
    cout << result << endl; // 输出 3
}

// typedef 返回类型(*新的函数名)(参数列表)
typedef int (*INT_func)(int,int);
void test02() {
    INT_func pFunc = add;
    int result = pFunc(2,3);
    cout << result << endl; // 输出 5
}

// 回调函数,它允许一个函数作为参数传递给另一个函数
// 这种特性使得我们可以将一些特定的任务委托给其他函数来完成

// 定义一个函数指针类型
typedef void(*Callback)(int);
// 定义一个函数，该函数接受一个回调函数作为参数
void doSomething(Callback callback) {
    cout<<"Doing something..."<<endl;
    // 调用回调函数
    int data = 1024;
    callback(data);
}

// 定义一个回调函数
void printMyData(int data) {
    cout<<"My data is: "<<data<<endl;
}

int main() {
    test01();
    test02();
    // 将回调函数传递给doSomething函数
    /*
        doSomething函数接受一个Callback类型的参数,这是
        一个指向函数的指针.doSomethings函数调用这个回调函数,
        并且将一个整型变量作为参数传递给它
        printMyData在此是一个简单的回调函数,它接受一个整型变量作为
        参数并且把它打印出来
    */
    doSomething(printMyData);
    return 0;
}

打印结果：

PS D:\Work\c++> ./bin/app     
3
5
Doing something...
My data is: 1024
PS D:\Work\c++>

2.动态函数指针

在学习这个知识点的时候，我遇到的坑，非常感谢这位大佬给我指点迷津：

动态函数指针free报错_编程语言-CSDN问答https://ask.csdn.net/questions/8061857?spm=1001.2014.3001.5505

micthis大佬写的代码

#include <iostream>
using namespace std;
#include <memory>
#include <stdlib.h>
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}
/*
    动态函数指针是指在运行时根据需要动态分配和修改的函数指针
    它可以在程序运行时根据需要指向不同的函数,从而实现更加灵活
    和动态的函数调用
    在c++中,可以使用动态内存分配函数(如malloc或new)来创建
    动态函数指针
*/
int test01() {
    // 创建一个指向函数的指针
    int(**pFunc)(int, int);
    // 使用malloc动态分配内存
    int size = sizeof(int(*)(int, int));
    pFunc = (int(**)(int, int))malloc(size);
    // 将函数指针指向 add函数
    *pFunc = add;
    // 调用函数
    int result = (*pFunc)(2, 3);
    cout << result << endl; // 输出 5
    // 释放内存
    free(pFunc);
    return 0;
}
int main() {
    test01();
    return 0;
}

打印结果：

PS D:\Work\c++> ./bin/app
5
PS D:\Work\c++>

3.异步编程

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>

// A的实现,一般会隐藏
typedef void (*CallbackPtr)(int);// 函数指针定义

typedef struct dataCB{
    int data;
    CallbackPtr callback;
}dataCB;


// 创建实例
dataCB dataCBInstance = {0, NULL};

void* callback_thread(void* arg) { // 此处用的是一个线程
    // 循环改变p->a的值为 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9,每个3s改变一次
    dataCB* p = (dataCB*)arg;
    while (1) {
        sleep(3);// 延时3s执行callback函数
        p->callback(p->data);// 函数指针执行函数,这个函数来自于应用层B
        p->data = (p->data + 1) % 10;
    }
}

void startup_app_A() {
    // 创建线程
    pthread_t tid;
    pthread_create(&tid, NULL, callback_thread, (void*)&dataCBInstance);   
}

// 给B的接口,接收注册函数
extern void SetCallBackFun(CallbackPtr cb) {
    printf("SetCallBackFun print! \n");
    dataCBInstance.callback = cb;
}

// //-----------------------应用者B-------------------------------
void recieve(int data)       // 应用者增加的函数，此函数会在A中被执行
{
    //do something
    printf("B得到A的数据 = %d\n",data);
}


int main(void) {
    // 启动A
    startup_app_A();
    SetCallBackFun(recieve);
    // 主函数
    while (1) {
        // std::cout << "main function" << std::endl;
        printf("main function\n");
        sleep(2);
    }
    return 0;
}

PS D:\Work\c++> ./bin/app
SetCallBackFun print!
main function
main function
B得到A的数据 = 0
main function
B得到A的数据 = 1
main function
main function
B得到A的数据 = 2
main function
B得到A的数据 = 3
main function
main function
B得到A的数据 = 4
main function
B得到A的数据 = 5
main function
main function
B得到A的数据 = 6
main function
B得到A的数据 = 7
main function
main function
B得到A的数据 = 8
main function
B得到A的数据 = 9
main function
main function
B得到A的数据 = 0
main function
B得到A的数据 = 1
main function
main function
B得到A的数据 = 2
main function
B得到A的数据 = 3
main function
main function
B得到A的数据 = 4
main function
B得到A的数据 = 5
main function
main function
B得到A的数据 = 6
main function
B得到A的数据 = 7
main function
main function
B得到A的数据 = 8
main function
B得到A的数据 = 9
main function
main function
B得到A的数据 = 0
main function

参考文章：C/C++面向对象（OOP）编程-回调函数详解（回调函数、C/C++异步回调、函数指针）-程序员宅基地https://blog.csdn.net/m0_47324800/article/details/135315345

二、C++回调函数

1.动态函数指针

#include <iostream>
using namespace std;
#include <memory>
#include <stdlib.h>
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}
/*
    动态函数指针是指在运行时根据需要动态分配和修改的函数指针
    它可以在程序运行时根据需要指向不同的函数,从而实现更加灵活
    和动态的函数调用
    在c++中,可以使用动态内存分配函数(如malloc或new)来创建
    动态函数指针
*/
typedef int(*handleFunc)(int,int);
int test01() {
    // 创建一个指向函数的指针
    int(**pFunc)(int, int);
    pFunc = new handleFunc;
    // 将函数指针指向 add函数
    *pFunc = add;
    // 调用函数
    int result = (*pFunc)(2, 3);
    cout << result << endl; // 输出 5
    // 释放内存
    delete pFunc;
    pFunc = nullptr;
    return 0;
}
int main() {
    test01();
    return 0;
}

2.简单回调

#include <iostream>
#include <functional>

// 定义一个回调函数类型
typedef std::function<void(int)> Callback;

// 定义一个接受回调函数的函数
void process(int value,Callback callback) {
    std::cout<<"传入处理值: "<<value<<std::endl;
    callback(value); // 调用回调函数
}

// 定义一个回调函数
int add(int value) {
    value += 10;
    std::cout<<"传出结果值: "<<value<<std::endl;
    return value;
}

int main() {
    int value = 42;
    process(value,add); // 传递回调函数给process函数
    return 0;
}

执行结果：

PS D:\Work\c++> ./bin/app
传入处理值: 42
传出结果值: 52
PS D:\Work\c++>

3.使用包装器function

参考文章：C++之可调用对象、bind绑定器和function包装器_完整实现bind和function代码c++-程序员宅基地https://blog.csdn.net/weixin_65743593/article/details/128963676

(1) 可调用对象

// 可调用对象
/*
    在C++中，可以像函数一样的调用的有：普通函数，
    类的静态成员函数、仿函数、lambda函数，类的
    非静态成员函数、可被转换为函数的类的对象，
    统称可调用对象或函数对象
    可调用对象有类型，可以用指针存储它们的地址，可以
    被引用（类的成员函数除外）
*/

#include <iostream>
using namespace std;
class Object {
public:
    // 仿函数
    void operator()(int age, string name) {
        cout << "年龄：" << age << ",姓名：" << name << endl;
    }
    // 类的非静态成员函数
    void show(int age, string name) {
        cout << "年龄：" << age << "，姓名：" << name << endl;
    }
};

// 仿函数
void test01() {
    Object obj;
    obj(20, "呵呵哒");
    Object& objRef = obj; // 引用函数
    objRef(18, "小比尔");
}

// lambda函数
void test02() {
    auto func = [](int age, string name) {
        cout << "年龄：" << age << ",姓名：" << name << endl;
    };
    func(20, "heheda");
    auto& funcRef = func;// 引用lambda对象
    funcRef(23, "小比尔");
}

// 类的非静态成员函数有地址，但是只能通过类的对象才能调用它，
// C++对它做了特别处理，类的非静态成员函数只有指针类型，
// 没有引用类型，不能引用
void test03() {
    Object obj;
    obj.show(30, "智慧老人");
    void(Object:: *pobj)(int, string) = &Object::show; // 定义类的成员函数的指针
    (obj.*pobj)(20, "呵呵哒");

    using PFun = void(Object::*)(int, string);
    PFun pShow = &Object::show;
    (obj.*pShow)(78, "圣诞老人");
}

int main() {
    test03();
    return 0;
}

（2）C++之可调用对象，bind绑定器和function包装器

// 包装器function
// 包含头文件：#include <functional>
// std::function<返回值类型(参数类型列表)> diy_name = 可调用对象;

#include <iostream>
#include <functional>
#include <string>
using namespace std;
enum OP {
    ADD,
    MUL,
    SUB
};

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

using handleFunc = function<int(int, int)>;
class Object {
public:
    int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
    static int sub(int a, int b) {
        return a - b;
    }
    static int mul(int a, int b) {
        return a * b;
    }
    // 仿函数
    int operator()(int a, int b, handleFunc cb, OP op) {
        switch (op) {
        case ADD:
            cout << "("<< a << "+" << b << ") = ";
            break;
        case MUL:
            cout << "(" << a << "*" << b << ") = ";
            break;
        case SUB:
            cout << "(" << a << "-" << b << ") = ";
            break;
        }
        cout << cb(a, b) << endl;
        return cb(a, b);
    }
};

void test01() {
    Object obj;
    function<int(int, int)> func = add;
    cout << func(1, 2) << endl;
}

void test02() {
    Object obj;
    handleFunc addCB = std::bind(&Object::add, &obj, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2);
    cout << "addCB(1, 2): " << addCB(1, 2) << endl;

    handleFunc subCB = Object::sub;
    cout << "subCB(9, 3): " << subCB(9, 3) << endl;
    subCB = obj.mul;
    cout << "subCB(10, 6): " << subCB(10, 6) << endl;

    handleFunc mulCB = Object::mul;
    cout << "mulCB(3, 3): " << subCB(3, 3) << endl;
    subCB = obj.mul;
    cout << "mulCB(2, 6): " << subCB(2, 6) << endl;

    function<int(int, int, handleFunc, OP)> operCB = obj;
    operCB(2, 3, add, ADD);
    operCB(4, 1, obj.sub, SUB);
    operCB(2, 9, obj.mul, MUL);
}

int main() {
    //test01();
    test02();
    return 0;
}

#include <iostream>
#include <functional>
using namespace std;
using handleFunc = function<void()>;
class Object {
public:
    // 构造函数参数是一个包装器对象
    Object(const handleFunc& f) :m_callback(f) {}
    void notify() {
        m_callback();// 调用通过构造函数得到的函数指针
    }
private:
    handleFunc m_callback;
};

class Subject{
public:
    void operator()() { cout << "heheda" << endl; }
};

int main() {
    Subject s;
    Object obj(s);
    obj.notify();
    return 0;
}

#include <iostream>
#include <functional>
using namespace std;
class Person {
public:
    // 仿函数
    void operator()(int age, string name) {
        cout << "age: " << age << ",name: " << name << endl;
    }

    void show(int age, string name) {
        cout << "age: " << age << ",name: " << name << endl;
    }
};

void test01() {
    Person person;
    // 仿函数
    function<void(int, string)> opFunc = bind(Person(), placeholders::_1, placeholders::_2);
    opFunc(20,"heheda");

    // 类成员函数需要绑定该类的this指针 
    Person p1;
    function<void(Person&, int, string)> showFunc = 
        bind(&Person::show,placeholders::_1, placeholders::_2, placeholders::_3);
    showFunc(p1, 17, "Tom");

    // 为了统一，将对象提前绑定
    function<void(int, string)> showFunc2 =
        bind(&Person::show, p1, placeholders::_1, placeholders::_2);
    showFunc2(8, "Jerry");
}

int main() {
    test01();
}

#include <iostream>
#include <functional>
#include <thread>
#include <unistd.h>
using namespace std;

// A的实现,一般会隐藏
using CallbackPtr = std::function<void(int)>;

typedef struct dataCB{
    int data;
    CallbackPtr callback;
}dataCB;


// 创建实例
dataCB dataCBInstance = {0, NULL};

void* callback_thread(void* arg) { // 此处用的是一个线程
    // 循环改变p->a的值为 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9,每个3s改变一次
    dataCB* p = (dataCB*)arg;
    while (1) {
        sleep(3);// 延时3s执行callback函数
        p->callback(p->data);// 函数指针执行函数,这个函数来自于应用层B
        p->data = (p->data + 1) % 10;
    }
}

void startup_app_A() {
    // 创建线程
    std::thread(callback_thread, (void*)&dataCBInstance).detach(); // .detach()分离线程
}

// 给B的接口,接收注册函数
extern void SetCallBackFun(CallbackPtr cb) {
    printf("SetCallBackFun print! \n");
    dataCBInstance.callback = cb;
}

// //-----------------------应用者B-------------------------------
void recieve(int data)       // 应用者增加的函数，此函数会在A中被执行
{
    //do something
    printf("B得到A的数据 = %d\n",data);
}


int main(void) {
    // 启动A
    startup_app_A();
    SetCallBackFun(recieve);
    // 主函数
    while (1) {
        printf("main function\n");
        sleep(2);
    }
    return 0;
}

（3）异步编程

#include <iostream>
#include <functional>
#include <thread>
#include <unistd.h>
using namespace std;

// A的实现,一般会隐藏
using CallbackPtr = std::function<void(int)>;

typedef struct dataCB{
    int data;
    CallbackPtr callback;
}dataCB;


// 创建实例
dataCB dataCBInstance = {0, NULL};

void* callback_thread(void* arg) { // 此处用的是一个线程
    // 循环改变p->a的值为 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9,每个3s改变一次
    dataCB* p = (dataCB*)arg;
    while (1) {
        sleep(3);// 延时3s执行callback函数
        p->callback(p->data);// 函数指针执行函数,这个函数来自于应用层B
        p->data = (p->data + 1) % 10;
    }
}

void startup_app_A() {
    // 创建线程
    std::thread(callback_thread, (void*)&dataCBInstance).detach(); // .detach()分离线程
}

// 给B的接口,接收注册函数
extern void SetCallBackFun(CallbackPtr cb) {
    printf("SetCallBackFun print! \n");
    dataCBInstance.callback = cb;
}

// //-----------------------应用者B-------------------------------
void recieve(int data)       // 应用者增加的函数，此函数会在A中被执行
{
    //do something
    printf("B得到A的数据 = %d\n",data);
}


int main(void) {
    // 启动A
    startup_app_A();
    SetCallBackFun(recieve);
    // 主函数
    while (1) {
        printf("main function\n");
        sleep(2);
    }
    return 0;
}

PS D:\Work\c++> ./bin/app
SetCallBackFun print! 
main function
main function
B得到A的数据 = 0
main function
main function
B得到A的数据 = 1
main function
B得到A的数据 = 2
main function
main function
B得到A的数据 = 3
main function
B得到A的数据 = 4
main function
main function
B得到A的数据 = 5
main function
B得到A的数据 = 6
main function
B得到A的数据 = 7
main function
main function
B得到A的数据 = 8
main function
B得到A的数据 = 9
main function
PS D:\Work\c++> cmake --build build
[100%] Built target app
PS D:\Work\c++> ./bin/app
SetCallBackFun print! 
main function
main function
B得到A的数据 = 0
main function
B得到A的数据 = 1
main function
main function
B得到A的数据 = 2
main function
B得到A的数据 = 3
main function
main function
B得到A的数据 = 4
main function
main function
B得到A的数据 = 5
main function
B得到A的数据 = 6
main function
main function
B得到A的数据 = 7
main function
B得到A的数据 = 8
main function
main function
B得到A的数据 = 9
main function
B得到A的数据 = 0
main function
main function
B得到A的数据 = 1
main function
B得到A的数据 = 2
main function
B得到A的数据 = 3
main function
main function
B得到A的数据 = 4
main function
B得到A的数据 = 5
main function
main function
B得到A的数据 = 6
main function
B得到A的数据 = 7
main function
main function
B得到A的数据 = 8
main function
B得到A的数据 = 9
main function
main function
B得到A的数据 = 0
main function
B得到A的数据 = 1
main function
main function
B得到A的数据 = 2
main function
B得到A的数据 = 3
main function
main function
B得到A的数据 = 4
main function
B得到A的数据 = 5
main function
main function
B得到A的数据 = 6
main function
B得到A的数据 = 7
main function
main function
B得到A的数据 = 8
main function
B得到A的数据 = 9
main function
main function
B得到A的数据 = 0
main function
B得到A的数据 = 1
main function
main function
B得到A的数据 = 2
main function
B得到A的数据 = 3
main function
main function
B得到A的数据 = 4
main function
B得到A的数据 = 5
main function
main function
B得到A的数据 = 6
main function
B得到A的数据 = 7
main function
main function
B得到A的数据 = 8
main function
B得到A的数据 = 9
main function
main function
B得到A的数据 = 0
main function
B得到A的数据 = 1
main function
main function
B得到A的数据 = 2
main function
B得到A的数据 = 3
main function
main function
B得到A的数据 = 4
main function
B得到A的数据 = 5
main function
main function
B得到A的数据 = 6
main function
B得到A的数据 = 7
main function
main function
B得到A的数据 = 8
main function
B得到A的数据 = 9
main function
main function
B得到A的数据 = 0
main function
B得到A的数据 = 1
main function
main function
B得到A的数据 = 2
main function
B得到A的数据 = 3
main function
main function
B得到A的数据 = 4
main function
B得到A的数据 = 5
main function
main function
B得到A的数据 = 6
main function
B得到A的数据 = 7
main function
main function
B得到A的数据 = 8

参考文章：

c++ 用std::function包装类的非静态成员_c++ function 绑定非静态成员函数-程序员宅基地https://blog.csdn.net/weixin_62953519/article/details/128438241

未完待续 ~

本文链接：https://blog.csdn.net/weixin_41987016/article/details/135996337

原作者删帖不实内容删帖广告或垃圾文章投诉

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