在C语言中如何传递带参数的函数作为回调？

问题描述 #

现有如下简化C代码，希望为其中的回调函数传递额外参数（当前用于比较的字符'!'是硬编码的），目标实现类似sv_chop_left_while(foo, strlen(foo), is_not_char, '!');的调用方式：

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

char* foo = "hello!!!!";

bool is_not_char(char x)
{
    bool result = false;
    if (x == '!') result = true;
    
    return !result;
}

void sv_chop_left_while(char* input, size_t count, bool (*predicate)(char x))
{
    size_t i = 0;
    while (i < count && predicate(input[i])) {
        printf(">%c< [%d]\n", input[i], i);
        i += 1;
    }
}

int main(void) {
  sv_chop_left_while(foo, strlen(foo), is_not_char);
}

当前程序输出：

>h< [0]
>e< [1]
>l< [2]
>l< [3]
>o< [4]

实现方案 #

C语言标准函数指针无法直接携带额外参数，以下是两种可行的实现方式：

方法1：结构体封装回调与参数（推荐） #

通过结构体打包回调函数和需要传递的参数，避免全局变量的副作用：

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

char* foo = "hello!!!!";

// 定义结构体封装回调函数和目标字符参数
typedef struct {
    bool (*predicate)(char x, char target);
    char target_char;
} PredicateWithArg;

// 调整回调函数，新增目标字符参数
bool is_not_char(char x, char target)
{
    return x != target;
}

// 修改原函数，接收结构体指针
void sv_chop_left_while(char* input, size_t count, PredicateWithArg* pred)
{
    size_t i = 0;
    while (i < count && pred->predicate(input[i], pred->target_char)) {
        printf(">%c< [%d]\n", input[i], i);
        i += 1;
    }
}

int main(void) {
    PredicateWithArg pred = {.predicate = is_not_char, .target_char = '!'};
    sv_chop_left_while(foo, strlen(foo), &pred);
}

方法2：全局变量传递参数（仅临时POC使用） #

通过全局变量存储额外参数，实现快速验证，但会降低代码可维护性和线程安全性：

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

char* foo = "hello!!!!";
char global_target; // 全局变量存储目标字符

bool is_not_char(char x)
{
    return x != global_target;
}

// 修改原函数，新增目标字符参数
void sv_chop_left_while(char* input, size_t count, bool (*predicate)(char x), char target)
{
    global_target = target;
    size_t i = 0;
    while (i < count && predicate(input[i])) {
        printf(">%c< [%d]\n", input[i], i);
        i += 1;
    }
}

int main(void) {
  sv_chop_left_while(foo, strlen(foo), is_not_char, '!');
}

验证结果 #

两种方法运行后，输出均与原代码一致：

>h< [0]
>e< [1]
>l< [2]
>l< [3]
>o< [4]

内容的提问来源于stack exchange，提问作者mbilyanov