Python回調函數用法實例
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鏈接：https://www.zhihu.com/question/19801131/answer/27459821
什么是回調函數？
我們繞點遠路來回答這個問題。
編程分為兩類：系統編程（system programming）和應用編程（application programming）。所謂系統編程，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調用庫里所預先備好的函數。但是有些庫函數（library function）卻要求應用先傳給它一個函數，好在合適的時候調用，以完成目標任務。這個被傳入的、后又被調用的函數就稱為 回調函數 （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，但是叫醒的方式是由旅客決定并告訴旅館的，也就是回調函數。而旅客告訴旅館怎么叫醒自己的動作，也就是把回調函數傳入庫函數的動作，稱為 登記回調函數 （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，回調函數通常和應用處于同一抽象層（因為傳入什么樣的回調函數是在應用級別決定的）。而回調就成了一個高層調用底層，底層再回過頭來調用高層的過程。（我認為）這應該是回調最早的應用之處，也是其得名如此的原因。
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回調機制的優勢
從上面的例子可以看出，回調機制提供了非常大的靈活性。請注意，從現在開始，我們把圖中的庫函數改稱為 中間函數 了，這是因為回調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。
這種靈活性是怎么實現的呢？乍看起來，回調似乎只是函數間的調用，但仔細一琢磨，可以發現兩者之間的一個關鍵的不同：在回調中，我們利用某種方式，把回調函數像參數一樣傳入中間函數。可以這么理解，在傳入一個回調函數之前，中間函數是不完整的。換句話說，程序可以在運行時，通過登記不同的回調函數，來決定、改變中間函數的行為。這就比簡單的函數調用要靈活太多了。請看下面這段Python寫成的回調的簡單示例：
#回調函數1
#生成一個2k形式的偶數
def
double
(
x
):
return
x
*
2
#回調函數2
#生成一個4k形式的偶數
def
quadruple
(
x
):
return
x
*
4
`callback_demo.py`
from
even
import
*
#中間函數
#接受一個生成偶數的函數作為參數
#返回一個奇數
def
getOddNumber
(
k
,
getEvenNumber
):
return
1
+
getEvenNumber
(
k
)
#起始函數，這里是程序的主函數
def
main
():
k
=
1
#當需要生成一個2k+1形式的奇數時
i
=
getOddNumber
(
k
,
double
)
print
(
i
)
#當需要一個4k+1形式的奇數時
i
=
getOddNumber
(
k
,
quadruple
)
print
(
i
)
#當需要一個8k+1形式的奇數時
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`傳入不同的回調函數，它的表現也不同，這就是回調機制的優勢所在。值得一提的是，上面的第三個回調函數是一個匿名函數。
易被忽略的第三方
通過上面的論述可知，中間函數和回調函數是回調的兩個必要部分，不過人們往往忽略了回調里的第三位要角，就是中間函數的調用者。絕大多數情況下，這個調用者可以和程序的主函數等同起來，但為了表示區別，我這里把它稱為 起始函數 （如上面的代碼中注釋所示）。
之所以特意強調這個第三方，是因為我在網上讀相關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用。譬如，很多中文網頁在解釋“回調”（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，很多人把起始函數和回調函數看作為一體，大概有兩個原因：第一，可能是“回調”這一名字的誤導；第二，給中間函數傳入什么樣的回調函數，是在起始函數里決定的。實際上，回調并不是“你我”兩方的互動，而是ABC的三方聯動。有了這個清楚的概念，在自己的代碼里實現回調時才不容易混淆出錯。
另外，回調實際上有兩種：阻塞式回調和延遲式回調。兩者的區別在于：阻塞式回調里，回調函數的調用一定發生在起始函數返回之前；而延遲式回調里，回調函數的調用有可能是在起始函數返回之后。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，也是為了說明強調起始函數的重要性。網上的很多文章，提到這兩個概念時，只是籠統地說阻塞式回調發生在主調函數返回之前，卻沒有明確這個主調函數到底是起始函數還是中間函數，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。延遲式回調通常牽扯到多線程。?
在Python中的一些使用示例：
實例一
import
random as rd
#
-----------被調用方----------------------------
def
newRN(fn):
#
生成10個[0,1)之間小數
ns =
[]
for
i
in
range(10
):
n
= round(rd.random(), 2
)
ns.append(n)
#
不用直接 return, 因為調用方 通知不接返回結果
#
改成回調函數方式
fn(ns)
#
調用是調用方函數，這一操作稱之為回調
#
----------------調用方------------------------
#
定義回調函數
def
abc(*
args):
#
進入到本函數內，意味著被調用方函數已執行完
print
(
'
生成數據成功
'
)
print
(args)
newRN(abc)
輸出結果：
生成數據成功
([
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，告訴門衛發現寵物和車要上報（這個是回調函數注冊），然后管理人員根據門衛的上報進行處理（這個是回調函數的執行）。
import
os,sys
Find
=
{
'
Type
'
:
''
,
'
Color
'
:
''
,
'
Size
'
:
''
}
#
定義匯報內容
def
CallFun(cmd,Find):
#
回調函數的定義，在這里處理各種回調情況
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):
#
發現目標，啟動回調函數
GiveInfo(num)
#
門衛填報信息
CallBackFun(cmd,Find)
#
啟動回調函數
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)
#
這里注冊回調函數（就是告知門衛的過程）
回調利于模塊解耦。
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