C语言使用回调函数模拟委托与反射

函数是C语言的核心概念。主调函数（caller）调用被调函数（callee）是一般的调用关系，如果被调函数（callee）参数包含函数指针，函数指针还可以形成多一层的调用关系，形成第三方函数的调用，专业术语称为回调（callback），通过函数指针参数调用的第三方函数称为回调函数。

回调可以让被调函数（这里是指用函数指针做函数参数的函数）的代码更加泛化或抽象，能够简单模拟其它编程语言的委托与反射语法。

1、简单模拟委托

//C语言简单模拟委托
//需要用的指针函数。通过用指针函数作为地址接收函数地址，以达到委托其他函数实现某方法的目的。
#include 
typedef void(* fun)();  //typedef 把void(*)()类型重命名为fun
void func(fun);  // 被调函数
void func_1();  // 回调函数1
void func_2();  // 回调函数2

int main() // 主函数用做主调函数
{
    func(func_1);
    fun f = func_2;
    f();
    func(func_1);
    func(func_2);
    getchar();
    return 0;
}
void func(fun f)  //fun f为地址，fun * f为f指向的地址的量或者其他
{
    printf("func\n");
    if (f != NULL)
    {
        f();
    }
}
void func_1()
{
    printf("func_1\n");
}
void func_2()
{
    printf("func_2\n");
}
/*
func
func_1
func_2
func
func_1
func
func_2
*/

2、简单模拟反射

（1）简单模拟反射

高级语言的反射机制，简单来说，就是可以通过字符串型获取对应的类或者函数。下面，用C来简单模拟反射：

#include 
#include 

typedef void (*callback)(void);

typedef struct {
    const char *name;
    callback fn;
}callback_t;

void f0();
void f1();

callback_t callbacks[] = {
    {"cmd0", f0},
    {"cmd1", f1},
};

void f0()   // 回调函数0
{
    printf("cmd0");
}

void f1()  // 回调函数1
{
    printf("cmd1");
}

void do_callback(const char *name)  
{
    size_t i;
    for (i = 0; i < sizeof(callbacks) / sizeof(callbacks[0]); i++) {
        if (!strcmp(callbacks[i].name, name)) {
            callbacks[i].fn();
        }
    }
}

int main()
{
    do_callback("cmd1");
    getchar();
    return 0;
}

（2）利用自定义段

gcc支持通过使用 __ attribute __ ((section()))，将函数、变量放到指定的数据段中。也就是说，可以让编译器帮我们完成上例中向数组添加成员的动作。

借助此机制，回调函数可以在任意文件声明，不需要修改其他文件。自定义段的起始和结束地址，可以通过变量 __ start_SECTIONNAME 和 __ stop_SECTIONNAME得到例如通过 __ attribute __ ((section("ss"))定义自定义段，其开始地址为 & __ start_ss，结束地址为 & __stop_ss。

// https://www.bejson.com/runcode/c920/
#include 
#define SEC __attribute__((__section__("ss"), aligned(sizeof(void*))))

void func_1 (int a, int b)
{
    printf("%s %d %d\n", __func__, __LINE__, a+b); 
}
void func_2 (int a, int b)
{
    printf("%s %d %d\n", __func__, __LINE__, a*b); 
}

// 编译器会自动提供__start_ss，__stop_ss标志段ss的起止地址
extern size_t __start_ss;
extern size_t __stop_ss;

typedef struct {
    void (*p)(int, int);
} node_t;

// 结构体变量a位于自定义段ss
SEC node_t a = { 
    .p = func_1, 
};
SEC node_t b = { 
    .p = func_2, 
};
int main(int argc, char **argv)
{
   int a = 3, b = 4;
    node_t *p;
    // 遍历段ss，执行node_t结构中的p指向的函数
    for (p = (node_t *)&__start_ss; p < (node_t *)&__stop_ss;p++) {
        p->p(a, b);
        a+=1;b+=2;
    }
}
/*
func_1 6 7
func_2 10 24

*/