Python回調(diào)函數(shù)用法實例
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鏈接：https://www.zhihu.com/question/19801131/answer/27459821
什么是回調(diào)函數(shù)？
我們繞點遠路來回答這個問題。
編程分為兩類：系統(tǒng)編程（system programming）和應用編程（application programming）。所謂系統(tǒng)編程，簡單來說，就是編寫 庫 ；而應用編程就是利用寫好的各種庫來編寫具某種功用的程序，也就是 應用 。系統(tǒng)程序員會給自己寫的庫留下一些接口，即API（application programming interface，應用編程接口），以供應用程序員使用。所以在抽象層的圖示里，庫位于應用的底下。
當程序跑起來時，一般情況下，應用程序（application program）會時常通過API調(diào)用庫里所預先備好的函數(shù)。但是有些庫函數(shù)（library function）卻要求應用先傳給它一個函數(shù)，好在合適的時候調(diào)用，以完成目標任務。這個被傳入的、后又被調(diào)用的函數(shù)就稱為 回調(diào)函數(shù) （callback function）。
打個比方，有一家旅館提供叫醒服務，但是要求旅客自己決定叫醒的方法。可以是打客房電話，也可以是派服務員去敲門，睡得死怕耽誤事的，還可以要求往自己頭上澆盆水。這里，“叫醒”這個行為是旅館提供的，相當于庫函數(shù)，但是叫醒的方式是由旅客決定并告訴旅館的，也就是回調(diào)函數(shù)。而旅客告訴旅館怎么叫醒自己的動作，也就是把回調(diào)函數(shù)傳入庫函數(shù)的動作，稱為 登記回調(diào)函數(shù) （to register a callback function）。如下圖所示（圖片來源：維基百科）：
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可以看到，回調(diào)函數(shù)通常和應用處于同一抽象層（因為傳入什么樣的回調(diào)函數(shù)是在應用級別決定的）。而回調(diào)就成了一個高層調(diào)用底層，底層再回過頭來調(diào)用高層的過程。（我認為）這應該是回調(diào)最早的應用之處，也是其得名如此的原因。
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回調(diào)機制的優(yōu)勢
從上面的例子可以看出，回調(diào)機制提供了非常大的靈活性。請注意，從現(xiàn)在開始，我們把圖中的庫函數(shù)改稱為 中間函數(shù) 了，這是因為回調(diào)并不僅僅用在應用和庫之間。任何時候，只要想獲得類似于上面情況的靈活性，都可以利用回調(diào)。
這種靈活性是怎么實現(xiàn)的呢？乍看起來，回調(diào)似乎只是函數(shù)間的調(diào)用，但仔細一琢磨，可以發(fā)現(xiàn)兩者之間的一個關(guān)鍵的不同：在回調(diào)中，我們利用某種方式，把回調(diào)函數(shù)像參數(shù)一樣傳入中間函數(shù)。可以這么理解，在傳入一個回調(diào)函數(shù)之前，中間函數(shù)是不完整的。換句話說，程序可以在運行時，通過登記不同的回調(diào)函數(shù)，來決定、改變中間函數(shù)的行為。這就比簡單的函數(shù)調(diào)用要靈活太多了。請看下面這段Python寫成的回調(diào)的簡單示例：
#回調(diào)函數(shù)1
#生成一個2k形式的偶數(shù)
def
double
(
x
):
return
x
*
2
#回調(diào)函數(shù)2
#生成一個4k形式的偶數(shù)
def
quadruple
(
x
):
return
x
*
4
`callback_demo.py`
from
even
import
*
#中間函數(shù)
#接受一個生成偶數(shù)的函數(shù)作為參數(shù)
#返回一個奇數(shù)
def
getOddNumber
(
k
,
getEvenNumber
):
return
1
+
getEvenNumber
(
k
)
#起始函數(shù)，這里是程序的主函數(shù)
def
main
():
k
=
1
#當需要生成一個2k+1形式的奇數(shù)時
i
=
getOddNumber
(
k
,
double
)
print
(
i
)
#當需要一個4k+1形式的奇數(shù)時
i
=
getOddNumber
(
k
,
quadruple
)
print
(
i
)
#當需要一個8k+1形式的奇數(shù)時
i
=
getOddNumber
(
k
,
lambda
x
:
x
*
8
)
print
(
i
)
if
__name__
==
"__main__"
:
main
()
運行`callback_demp.py`，輸出如下：
3
5
9
上面的代碼里，給`getOddNumber`傳入不同的回調(diào)函數(shù)，它的表現(xiàn)也不同，這就是回調(diào)機制的優(yōu)勢所在。值得一提的是，上面的第三個回調(diào)函數(shù)是一個匿名函數(shù)。
易被忽略的第三方
通過上面的論述可知，中間函數(shù)和回調(diào)函數(shù)是回調(diào)的兩個必要部分，不過人們往往忽略了回調(diào)里的第三位要角，就是中間函數(shù)的調(diào)用者。絕大多數(shù)情況下，這個調(diào)用者可以和程序的主函數(shù)等同起來，但為了表示區(qū)別，我這里把它稱為 起始函數(shù) （如上面的代碼中注釋所示）。
之所以特意強調(diào)這個第三方，是因為我在網(wǎng)上讀相關(guān)文章時得到一種印象，很多人把它簡單地理解為兩個個體之間的來回調(diào)用。譬如，很多中文網(wǎng)頁在解釋“回調(diào)”（callback）時，都會提到這么一句話：“If you call me, I will call you back.”我沒有查到這句英文的出處。我個人揣測，很多人把起始函數(shù)和回調(diào)函數(shù)看作為一體，大概有兩個原因：第一，可能是“回調(diào)”這一名字的誤導；第二，給中間函數(shù)傳入什么樣的回調(diào)函數(shù)，是在起始函數(shù)里決定的。實際上，回調(diào)并不是“你我”兩方的互動，而是ABC的三方聯(lián)動。有了這個清楚的概念，在自己的代碼里實現(xiàn)回調(diào)時才不容易混淆出錯。
另外，回調(diào)實際上有兩種：阻塞式回調(diào)和延遲式回調(diào)。兩者的區(qū)別在于：阻塞式回調(diào)里，回調(diào)函數(shù)的調(diào)用一定發(fā)生在起始函數(shù)返回之前；而延遲式回調(diào)里，回調(diào)函數(shù)的調(diào)用有可能是在起始函數(shù)返回之后。這里不打算對這兩個概率做更深入的討論，之所以把它們提出來，也是為了說明強調(diào)起始函數(shù)的重要性。網(wǎng)上的很多文章，提到這兩個概念時，只是籠統(tǒng)地說阻塞式回調(diào)發(fā)生在主調(diào)函數(shù)返回之前，卻沒有明確這個主調(diào)函數(shù)到底是起始函數(shù)還是中間函數(shù)，不免讓人糊涂，所以這里特意說明一下。另外還請注意，本文中所舉的示例均為阻塞式回調(diào)。延遲式回調(diào)通常牽扯到多線程。?
在Python中的一些使用示例：
實例一
import
random as rd
#
-----------被調(diào)用方----------------------------
def
newRN(fn):
#
生成10個[0,1)之間小數(shù)
ns =
[]
for
i
in
range(10
):
n
= round(rd.random(), 2
)
ns.append(n)
#
不用直接 return, 因為調(diào)用方 通知不接返回結(jié)果
#
改成回調(diào)函數(shù)方式
fn(ns)
#
調(diào)用是調(diào)用方函數(shù)，這一操作稱之為回調(diào)
#
----------------調(diào)用方------------------------
#
定義回調(diào)函數(shù)
def
abc(*
args):
#
進入到本函數(shù)內(nèi)，意味著被調(diào)用方函數(shù)已執(zhí)行完
print
(
'
生成數(shù)據(jù)成功
'
)
print
(args)
newRN(abc)
輸出結(jié)果：
生成數(shù)據(jù)成功
([
0.27, 0.39, 0.81, 0.95, 0.78, 0.34, 0.89, 0.14, 0.19, 0.05],)
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實例二
實例來源
我們來打個比方：
學校要進行出入管制了，告訴門衛(wèi)發(fā)現(xiàn)寵物和車要上報（這個是回調(diào)函數(shù)注冊），然后管理人員根據(jù)門衛(wèi)的上報進行處理（這個是回調(diào)函數(shù)的執(zhí)行）。
import
os,sys
Find
=
{
'
Type
'
:
''
,
'
Color
'
:
''
,
'
Size
'
:
''
}
#
定義匯報內(nèi)容
def
CallFun(cmd,Find):
#
回調(diào)函數(shù)的定義，在這里處理各種回調(diào)情況
if
cmd==
'
Type
'
:
if
Find[
'
Type
'
]==
'
Dog
'
or
Find[
'
Type
'
]==
'
Cat
'
:
print
'
A Pet:
'
else
:
print
'
A Transport:
'
elif
cmd==
'
Print
'
:
print
Find
else
:
print
'
error
'
def
GiveInfo(i):
#
該段是填報信息，可忽略
type0=[
'
Dog
'
,
'
Cat
'
]
type1
=[
'
Car
'
,
'
Truck
'
]
color0
=[
'
Black
'
,
'
White
'
,
'
Pink
'
]
size0
=[
'
Big
'
,
'
Middle
'
,
'
Small
'
]
t0
=i % 2
if
t0==
0:
Find[
'
Type
'
] = type0[i%2
]
else
:
Find[
'
Type
'
] = type1[i%2
]
Find[
'
Color
'
] = color0[i%3
]
Find[
'
Size
'
] = size0[i%3
]
def
FindObj(num,cmd,CallBackFun):
#
發(fā)現(xiàn)目標，啟動回調(diào)函數(shù)
GiveInfo(num)
#
門衛(wèi)填報信息
CallBackFun(cmd,Find)
#
啟動回調(diào)函數(shù)
if
__name__
==
'
__main__
'
:
cmds
=[
'
Type
'
,
'
Print
'
,
'
Try
'
]
for
i
in
range(0,10):
#
定義十次上報
print
'
----------%d-------------
'
%
i
FindObj(i,cmds[i
%3],CallFun)
#
這里注冊回調(diào)函數(shù)（就是告知門衛(wèi)的過程）
回調(diào)利于模塊解耦。
?
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