在C语言中，回调注册函数中的userdata有什么用？

Question

在注册回调函数中有两个参数。一个是函数指针，另一个是userdata。

int callback_register(fn_ptr cb, void *userdata);
//fn_ptr is typedef

在回调函数中，相同的userdata作为参数被发送回来。 我理解发送函数指针的用途，但不理解发送userdata的用途。 请问有人能告诉我这是如何使用的吗？

- Omkar Kekre

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"userdata" 就是指任意数据，你作为用户需要传递给回调函数的。 - Some programmer dude

@Someprogrammerdude 回调函数的执行是否会修改userdata？ - Omkar Kekre

不，通常不会。指针（或其他类型的值）应该只是存储，并且它的唯一用途是将其传递给您的回调函数。这通常是如何处理的。有关详细信息，您需要阅读您正在使用的API的文档。 - Some programmer dude

Answer 1

如果您只有指向回调函数的函数指针，就无法将额外的数据传递到回调函数中。

例如，假设我有一些字符串，我想使用qsort进行排序。 我可能会从以下简单代码开始：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define Sizeofarray(a) (sizeof(a) / sizeof(*a))

int compar(const void *, const void *);

int main()
{
    char *data[] = { "apple", "pear", "1", "2", "10" };
    int i;

    printf("unsorted:\n");
    for(i = 0; i < Sizeofarray(data); i++) printf("%s\n", data[i]);

    qsort(data, Sizeofarray(data), sizeof(*data), compar);

    printf("\nsorted:\n");
    for(i = 0; i < Sizeofarray(data); i++) printf("%s\n", data[i]);
}

int compar(const void *p1, const void *p2)
{
    const char *s1 = *(const char **)p1;
    const char *s2 = *(const char **)p2;
    return strcmp(s1, s2);
}

这个程序运行正常，可以输出如下内容：

unsorted:
apple
pear
1
2
10

sorted:
1
10
2
apple
pear

但这是使用strcmp的字母排序。假设我想要按数字排序（就像标准Unix/Linux sort命令的-n选项）。此外，假设我真正想要将其作为选项，并由运行时变量控制。我可以编写一个新的、稍微更复杂的比较函数，如下所示：

int compar2(const void *p1, const void *p2)
{
    const char *s1 = *(const char **)p1;
    const char *s2 = *(const char **)p2;

    if(numeric)
         return atoi(s1) > atoi(s2);
    else return strcmp(s1, s2);
}

当 numeric 标志设置为 true 时，输入现在将按以下方式排序

apple
pear
1
2
10

首先提到的是因为atoi将它们“转换”为0，所以这些词语在前面。

但是重要的问题是，这个numeric标志从哪里来？ 如果我只有qsort和一个不带用户可指定上下文的回调函数，我别无选择，只能将numeric标志设置为全局变量：

int numeric;

int main()
{
    char *data[] = { "apple", "pear", "1", "2", "10" };
    int i;

    printf("unsorted:\n");
    for(i = 0; i < Sizeofarray(data); i++) printf("%s\n", data[i]);

    numeric = 0;
    qsort(data, Sizeofarray(data), sizeof(*data), compar2);

    printf("\nsorted alphabetically:\n");
    for(i = 0; i < Sizeofarray(data); i++) printf("%s\n", data[i]);

    numeric = 1;
    qsort(data, Sizeofarray(data), sizeof(*data), compar2);

    printf("\nsorted numerically:\n");
    for(i = 0; i < Sizeofarray(data); i++) printf("%s\n", data[i]);
}

这个也可以实现。但是当然没有人喜欢全局变量。

这就是“userdata”参数的概念所在之处。我不知道它有多标准，但我的系统提供了一个称为qsort_r的qsort变体。 （“r”代表“可重入”。）使用这个版本，比较函数会传递一个额外的参数，我可以随意处理它。在这里，我可以将其作为指向我的numeric标志的指针，并且现在我的numeric标志不必是全局变量：

int compar3(void *, const void *, const void *);

int main()
{
    char *data[] = { "apple", "pear", "1", "2", "10" };
    int i;
    int numeric;

    printf("unsorted:\n");
    for(i = 0; i < Sizeofarray(data); i++) printf("%s\n", data[i]);

    numeric = 0;
    qsort_r(data, Sizeofarray(data), sizeof(*data), &numeric, compar3);

    printf("\nsorted alphabetically:\n");
    for(i = 0; i < Sizeofarray(data); i++) printf("%s\n", data[i]);

    numeric = 1;
    qsort_r(data, Sizeofarray(data), sizeof(*data), &numeric, compar3);

    printf("\nsorted numerically:\n");
    for(i = 0; i < Sizeofarray(data); i++) printf("%s\n", data[i]);
}

int compar3(void *userdata, const void *p1, const void *p2)
{
    int numeric = *(int *)userdata;
    const char *s1 = *(const char **)p1;
    const char *s2 = *(const char **)p2;

    if(numeric)
         return atoi(s1) > atoi(s2);
    else return strcmp(s1, s2);
}

简而言之，“回调函数中userdata参数的作用是让调用函数不必使用全局变量将额外的上下文信息传递给它们的回调函数。”

注：在这种情况下，我也可以采取不同的方法。我可以定义两个不同的比较函数，一个用于字母数据，另一个用于数字数据。我可以将一个函数或另一个函数传递给qsort，像这样:

qsort(data, Sizeofarray(data), sizeof(*data), numeric ? compar_num : compar_alph);

这样我就不需要使用userdata指针、qsort_r或全局变量了。但是，我希望这个例子能够说明userdata指针的用处以及如何使用它。

- Steve Summit