高软作业3：深入理解Callback函数

1. 作业要求

参考《代码中的软件工程》第六章可复用软件设计及lab5.2的源代码，完成实验并写一篇实验报告，总结Callback函数的工作机制以及通过参数进行解耦合的方法，深入理解接口设计中的抽象分层。

2. 回调函数概念

在计算机科学中，回调函数是指一段以参数的形式传递给其它代码的可执行代码。

在软件开发中，我们可以把与具体业务无关的代码剥离开来，封装成独立的通用模块（库函数），以便实现代码重用，提高开发效率。
更进一步， 我们可以修改上述通用模块，让它能接收函数作为参数，在通用模块内部，满足一定条件时便可调用传入的函数。相当于用户可以根据需要，向通用模块传递自定义功能的代码段，从而增强通用模块的灵活性和功能。
如下图所示，用户实现主程序、不同回调函数模块——用以实现业务具体功能，它们同处业务层或应用层。然后主程序不是直接调用回调函数X，而是调用通用接口，并把最终需要使用的回调函数X作为参数传给通用函数模块，然后通用函数再***“回过头”***调用相应的函数X，于是将这些函数称作“回调函数”（Callback Function）。

3. Menu程序中回调函数的实现

3.1 模块之间的耦合度

耦合度是指软件模块之间的依赖程度，为了避免注意力分离，增强代码可读性、可维护性，在软件设计中我们要尽可能降低模块间的耦合度。
根据接口的定义方式，按照耦合度依次递增可将耦合分为：无耦合、数据耦合、标记耦合、控制耦合、公共耦合和内容耦合，下面是常见耦合类型的比较：

耦合方式	含义	举例
公共耦合	当软件模块之间共享数据区或变量名的软件模块之间即是公共耦合	全局变量
数据耦合	在软件模块之间仅通过显式的调用传递基本数据类型	传值
标记耦合	在软件模块之间仅通过显式的调用传递复杂的数据结构(结构化数据）	传递结构体

3.2 通用模块的实现

SearchLinkTableNode是menu程序中的通用查询模块，用以查询与输入信息相匹配的命令结点，它有以下三个参数

参数	作用
pLinkTable	指定待查询的命令列表，即查询范围
Condition	回调函数，用户自定义的信息匹配方式
args	提供查询信息给回调函数

用户程序定义了通用模块SearchCondition，它需要用户提供“具体的检查方式Condition”、“待检查的目标args”。由于检查方式一般比较复杂多变，此处通过传递一段函数代码（类似函数指针）来实现。而待查询信息不采用全局变量而是使用接口传参方式，因为如果通过全部变量传递目标信息，属于公共耦合方式，耦合度较高，而且会增加通用模块内部信息被暴露的风险。因而为了隐藏信息，本程序改用数据耦合方式，增加了args参数，从而在调用通用函数模块的同时指定了目标数据，降低通用模块与用户程序的耦合度，只有检查到目标args时才通知用户程序。

可见，通过利用callback函数参数，Linktable的查询接口变得更加通用，有效地提高了接口的通用性。

3.3 menu程序中调用通用模块

在main函数中，先是初始化命令菜单链表，并把表头存放于head中。然后在死循环中，用cmd接收用户输入的命令名，接着用户程序调用FindCmd函数查询cmd对应的命令数据结点。在FindCmd中，调用通用查询模块SearchLinkTableNode，并指定回调函数SearchCondition作为具体的判定方式，以及待查询的命令名cmd。最后通用模块会根据判定方式返回与cmd匹配的目标数据结点。
如果用户想使用其它判定方式，比如搜索命令菜单中描述信息的部分内容，可以实现新的回调函数，然后作为参数传递给SearchLinkTableNode，而不必改动SearchLinkTableNode 的内部代码，从而保证该模块的通用性。

4. 实际调试结果

4.1 修改VScode的tasks.json

①因为本程序有多个源程序，所以用 *.c表示所有待编译源文件
②本程序用到多线程，需要连接pthread库

4.2 修正bug

警告1：main函数缺少返回值类型int
警告2：strcmp函数未显示声明，需要加载头文件

4.3 开始调试

1. 设置断点 ，输入cmd命令
   
   解决bug后，在main函数中FindCmd函数所在处设置断点，成功编译后进入调试模式。输入命令“quit”，执行到断点，然后单步执行

2. 进入FindCmd
   

3. 开始调用通用查询模块SearchLinkTableNode
   
   SearchTableNode的参数Condition已经被替代为具体的检查函数SearchCondition

4. 第一个数据结点检查
   
   

SearchTableNode获取命令链表第一个数据结点后，进入回调函数Condition检查，由于该结点的cmd=“help”，与输入的命令不符，向SearchTableNode返回FAILURE，PNode迭代为命令链表第二个结点
7. 第二个数据结点检查

与第一个结点相似，信息不匹配，继续检查下一个

9. 第三个数据结点检查
   
   匹配成功，向main函数返回该结点指针

10. 返回主函数，执行后续操作
    
    
    程序正确输出“quit”命令名和描述，并调用其处理函数，执行退出操作，调试结束。