ASE作业3 深入理解Callback函数

深入理解Callback函数

学号：SA*****200

1. menu 中解耦合的分析

​ menu 小程序的基本框架是，首先定义一个独立于数据的链表linktable，然后在 menu 程序中使用这个链表来存储和管理程序的指令和指令描述等信息，并通过回调函数的方式，来使得各个指令有自己的操作方式。其各个文件的作用如下：

1. linktableinternal.h：定义链表和链表节点

2. linktable.h：定义链表的各种接口

3. linktable.c：实现链表接口

4. menu.c：主程序，在这里调用链表接口创建一条带有数据的链表，来管理程序命令

下图是 menu 的一些关键代码

​ 可以看出，首先定义链表节点 LinkTableNode，注意链表节点是不关心数据的，它只定义了一个指向下一个链表节点的指针；然后是链表 LinkTable，可以认为这是一个单独的节点，只负责管理链表的头尾位置和节点数，以及锁。然后 tLinkTableNode 以及 tLinkTable 就是用 typedef 起的别名罢了，为了标识这是一个类型。

​ 链表提供的操作函数，其参数均为：tLinkTable 类型（用于指明操作哪个链表）以及 tLinkTableNode 类型（用于标识操作哪个链表节点），而 tLinkTableNode 类型是不包含数据的，也即是说，我定义的这个链表，只提供存粹的操作链表，不操作数据，那么也就是说，因此，什么数据类型都可以使用我这个链表。这就是一种解耦合：接口只提供接口的操作，

​ 然后，menu.c 中定义了本程序所需要的数据结构——DataNode。其定义中包括了，本程序需要用到的数据：命令，命令描述，命令操作等，以及一个 链表节点类型的 head。然后调用初始化函数 InitMenuData 创建链表。该函数的参数是一个指向链表指针的指针。首先是创建链表，这一步是纯粹的链表操作；然后给 DataNode 分配内存并赋值，这一步是存粹的数据操作；然后，调用链表提供的 AddLinkTableNode接口，把数据节点加入到链表中，这里，DataNode * 类型的参数，被强制转换为了 LinkTableNode * 类型，这就是不关心数据类型的链表，能插入各种数据的实现方法：插入进来的数据，都是被强制转换成统一的，由链表接口定义的类型插入进来的。

​ 也就是说，使用上面提到的“抽象”链表，可以创建一个下面这样的带有数据的链表。数据就像是附着在链表节点上，而非属于接口中定义的链表本身。

2. 回调的概念

​ 将函数作为参数，传入某一外部函数，以便该外部函数可以调用此函数来完成某些任务，这样的函数就称为回调函数（CallBack，call-then-back）

​ 上图是一个示例，应用程序在调用某一库函数时，通过将函数地址作为参数传递的方式，指定了一个回调函数。库函数执行过程中，会调用这一函数，来完成应用程序的请求。一般回调函数都是和应用程序处于同一抽象层，这样就形成了一个：高层调用底层，底层再反过来调用高层的过程。

​ 事实上，回调不仅可以用于在应用程序和库函数之间，把库函数换成别的中间函数也行。

3. 回调的优势

​ 回调函数为应用提供了很大的灵活性、可拓展性。

​ 一方面，同一个接口（即中间函数），根据起始函数传入的参数（即回调函数地址）不同，可以表现出不同的行为，这体现了多态的思想。

​ 另一方面，采用这种方法，也满足了开闭原则，即你可以在不修改中间函数源代码的情况下，仅通过修改或者添加回调函数，便可以变更接口的行为。

4. 回调函数执行分析

​ menu中，通过传递参数一个函数 handler 做为参数，实现了同一段核心代码，对不同参数有不同表现的功能，且可以在不修改核心代码的前提下，添加新的指令。我们可以将这一思想提取出来，写一个更简单的例子，来对回调过程进行分析。

​ 下面是一个回调函数执行的例子（meun.c 中执行过程与此相仿）

​ 现有一个接口 getOddNum，可以给定任意整数，它返回一个奇数。至于得到奇数的方式，则由用户自定义，比如是采用 2K+1 还是 4k+1 的形式，由传入的回调函数确定。

​ main 函数以 doubleNum 为参数调用 getOddNum 时，会把其地址传入 rsi 寄存器：movl $_Z9doubleNumi, %esi，然后就调用接口， call _Z9getOddNumiPFiiE，开始接口的处理过程了。

​ 在 getOddNum 函数中，分配栈帧后，会 call *%rsi，也即调用 rsi 寄存器中的地址指向的函数，而 rsi 中存放的，正是在 main 函数中放入的 doubleNum 的入口地址。可见，确实是在 getOddNum 函数中调用的回调函数。

​ 进入 doubleNum 函数后，它会把 rdi 寄存器中的参数加上自身后返回，返回到 getOddNum 函数中，然后 getOddNum 函数对 rax 寄存器中的返回值加一，把 rsp 指向 main 函数的栈顶，然后返回。此时，main 函数便完成了一次对接口 getOddNum 的调用，传入3，得到了奇数 7。

​ 想以 4k+1 的方式得到奇数，也不需要改动接口 getOddNum 的代码，只需要添加一个回调函数 fourTimesNum 即可，调用的方式也不变，简单满足了开闭原则。