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C++ 回呼函式完整指南：機制、類型與實作模式

編輯：關於C++

回呼函式是實現模組解耦、異步通知、泛型演算法的關鍵技術。本文系統解析回呼的內在機制、與虛擬函式/訊息/事件的關係、三種調用模式、C 語言函式指標實作、C++ 物件導向實作、Windows 訊息機制、CORBA 分散式回呼，並提供標準庫 qsort/bsearch 實戰範例。

一、回呼函式本質

定義：調用者將自身函式位址作為參數傳給被調用者（通常為庫函式/API），被調用者在特定時機透過該位址「回頭呼叫」調用者的函式。

三步驟：

宣告回呼函式原型（含呼叫慣例 __stdcall/CALLBACK）。
實作回呼函式邏輯。
註冊/安裝：將函式位址傳給被調用者。

鉤子函式：SetWindowsHookEx 專用的回呼函式特例。

二、回呼 vs 訊息 vs 事件

機制	本質	同步性	解耦程度	典型場景
回呼函式	函式指標直接調用	同步	中（雙方知曉原型）	排序比較、進度通知、定時器
Windows 訊息	訊息隊列分派	同步/非同步	高（僅知視窗句柄）	UI 互動、執行緒間通訊
事件	委派/介面封裝	同步	高（介面契約）	元件模型、C#/Java 事件

訊息機制可視為作業系統層面的「廣義回呼」；事件是物件導向語言將函式指標封裝為型別安全的「正統回呼」。

三、三種調用模式

同步調用：阻塞等待被調用者完成（普通函式調用）。
回呼調用：雙向，被調用者主動調用調用者提供的函式。
非同步調用：被調用者透過訊息/事件/執行緒主動通知調用者，調用者不阻塞。

回呼常作為非同步註冊機制（如 SetTimer(hwnd, id, elapsed, TimerProc)），非同步通知則用 PostMessage/執行緒實現。

四、C 語言：函式指標實作

1. 函式指標定義

void Func(char *s);           // 原型
void (*pFunc)(char *);        // 指標變數
typedef void (*Callback)(char *); // 簡化型別

2. 被調用者介面

void GetCallback(Callback cb) { /* ... */ cb("data"); }

3. 調用者實作與註冊

void MyCallback(char *s) { /* 處理 s */ }
GetCallback(MyCallback); // 函式名即位址

4. 呼叫慣例相容性

__stdcall int Callee(int);
void Caller(__cdecl int(*ptr)(int)); // 錯誤：慣例不符
__cdecl int(*p)(int) = Callee;       // 編譯失敗

必須確保雙方呼叫慣例一致（__cdecl/__stdcall/__fastcall）。

5. 標準庫實戰：qsort / bsearch

void qsort(void *base, size_t n, size_t w, int (*cmp)(const void*, const void*));
void *bsearch(const void *key, const void *base, size_t n, size_t w, int (*cmp)(const void*, const void*));

int cmp_int(const void *a, const void *b) { return *(int*)a - *(int*)b; }

int main() {
    int a[] = {54,21,11,67,22};
    qsort(a, 5, sizeof(int), cmp_int);
    // a = {11,21,22,54,67}
}

五、C++ 物件導向：介面/虛擬函式實作

// 介面定義
class ICallback {
public:
    virtual void OnEvent(const std::string& data) = 0;
    virtual ~ICallback() {}
};

// 被調用者持有介面指標
class Worker {
    ICallback *cb_;
public:
    void SetCallback(ICallback *cb) { cb_ = cb; }
    void DoWork() { if (cb_) cb_->OnEvent("result"); }
};

// 調用者實作介面
class MyHandler : public ICallback {
public:
    void OnEvent(const std::string& data) override { /* ... */ }
};

// 使用
Worker w; MyHandler h; w.SetCallback(&h); w.DoWork();

優點：型別安全、支援多重回呼、可攜帶狀態（類別成員）、自然支援多態。

六、Windows 訊息機制作為回呼

// 註冊視窗類時設定 WndProc（回呼入口）
// 發送同步訊息：SendMessage(hwnd, WM_USER, wParam, lParam) -> 直接呼叫 WndProc
// 發送非同步訊息：PostMessage(hwnd, WM_USER, wParam, lParam) -> 排入隊列，稍後處理

適用於 UI 執行緒與工作執行緒通訊、跨進程通訊（需 WM_COPYDATA）。