C/C++ 核心：函数指针与回调函数实战详解

函数指针作为参数和返回值

函数指针可以作为参数传递给其他函数，也可以作为函数的返回值。这在实现通用逻辑时非常有用。

#include <iostream>
using namespace std;

// 定义操作类型别名
typedef int (*Operation)(int, int);

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

// 接收函数指针作为参数
void calculate(int x, int y, Operation op) {
    cout << "Result: " << op(x, y) << endl;
}

int main() {
    calculate(10, 5, add); // 输出 Result: 15
    calculate(10, 5, sub); // 输出 Result: 5
    return 0;
}

此外，函数指针数组允许我们将多个函数组织在一起管理：

// 方法 1：直接定义
void (*func_array_1[5])(int, int, float);

// 方法 2：使用 typedef 简化
typedef void (*p_func_array)(int, int, float);
p_func_array func_array_2[5];

回调函数

什么是回调函数

回调函数本质上就是通过函数指针调用的函数。当你把函数的地址作为参数传给另一个函数，并在特定事件发生时由该函数调用这个地址指向的代码，这就构成了回调。

简单来说，就是把一段可执行的代码像参数一样传递出去，等待某个时刻被触发执行。如果立即执行是同步回调，稍后执行则是异步回调。

为什么要用回调函数

回调的核心价值在于解耦。调用者不需要知道具体是谁在执行任务，只需要约定好接口原型。这使得库函数可以处理通用逻辑，而将具体细节交给用户自定义的回调函数。

例如，标准库中的排序函数无法预知你要排序的对象结构，它可以通过回调函数让用户传入比较规则，从而实现灵活的排序策略。

实战示例

下面是一个完整的回调函数应用案例，展示了如何通过函数指针实现动态运算选择：

#include <iostream>
using namespace std;

// 定义操作函数指针类型
typedef float (*Operation)(float, float);

// 加法回调
float ADD(float a, float b) {
    cout << "a+b=" << a + b << endl;
    return a + b;
}

// 减法回调
float SUB(float a, float b) {
    cout << "a-b=" << a - b << endl;
    return a - b;
}

// 乘法回调
float MUL(float a, float b) {
    cout << "a*b=" << a * b << endl;
    return a * b;
}

// 除法回调
float DIV(float a, float b) {
    if (b == 0) {
        printf("Error: Division by zero!\n");
        return 0;
    }
    cout << "a/b=" << a / b << endl;
    return a / b;
}

// 通用处理函数，接收回调函数指针
float add_sub_mul_div(float a, float b, Operation op) {
    return op(a, b);
}

int main() {
    // 动态切换运算方式
    add_sub_mul_div(1.1, 2.2, ADD);
    add_sub_mul_div(1.1, 2.2, SUB);
    add_sub_mul_div(1.1, 2.2, MUL);
    add_sub_mul_div(1.1, 2.2, DIV);
    return 0;
}

在这个例子中，add_sub_mul_div 并不关心具体做什么运算，它只负责调用传入的 op 指针。主程序通过传入不同的函数名（即函数地址），实现了运行时的行为切换。

总结

回调函数是 C/C++ 中实现灵活架构的重要工具。通过函数指针，我们可以将控制流反转，让底层库函数主动调用上层业务逻辑。掌握这一机制，对于理解事件驱动模型、GUI 编程以及各类框架设计都至关重要。