函式傳遞的進化論 (2) - function object

在上一篇中講到利用函式指標與callback函式可以讓我們的程式更有彈性。
不過在一些物件導向的程式語言(例如Java)中，我們沒辦法直接把函式傳遞給另一個函式

註：在物件導向的程式語言中，函式(function)被稱做方法(method)，之後我會使用方法一詞

在Java中萬物都是物件(唔，其實還有primitive type這東西的存在，不過我們先忽略它)，方法沒有辦法單獨宣告與使用，它必須依附在某個類別下。

所以一個通用的解法是用一個interface將方法包起來

//Comparator.java
public interface Comparator{
    int compare(int first, int second);
}

此時我們的bubbleSort可以將Comparator物件傳遞進來，並且在需要時呼叫Comparator的compare方法(第10行)

//Sorter.java
public class Sorter{
     public static void main(String []args){
                 ...
     }
     
     public void bubbleSort(int[] array, Comparator c){
         for(int round=0; round<array.length; round++){
             for(int i=0; i<array.length-1; i++){
                 if( c.compare(array[i],array[i+1]) > 0){
                     int temp = array[i];
                     array[i] = array[i+1];
                     array[i+1] = temp;
                 }
             }
         }
     }
}

同樣當我們需要不同排序邏輯時，只需要實做Comparator介面就好

//SortByAsc.java
public class SortByAsc implements Comparator{
    public int compare(int first, int second){
        if(first < second){
            return -1;
        }
        else if(first > second){
            return 1;
        }
        else{
            return 0;
        }
    }
}

使用時只要new一個有實做Comparator介面的物件即可。

//Sorter.java
public class Sorter{
     public static void main(String []args){
        int[] array = {5,2,8,1};
        Sorter obj = new Sorter();
        obj.bubbleSort(array, new SortByAsc());
        
        for(int elem : array){
            System.out.println(elem);
        }
     }
     public void bubbleSort(int[] array, Comparator c){
               ...
     }
}

這裡的SortByAsc就是所謂的function object，它僅僅是方法(函式)的物件而已。

函式傳遞的進化論 (1) - function pointer

在C語言中，可以使用function pointer (函式指標, 一個特殊的指標用來指向函式) 將一個函式當作參數傳給另一個函式。

#include <stdio.h>
 
int add (int firstNumber, int secondNumber);
int subtract (int firstNumber, int secondNumber);
int calculator (int firstNumber, int secondNumber, int (*fp) (int, int));
int main ()
{
  int firstNumber = 1;
  int secondNumber = 2;
  int (*fp) (int, int) = add;
  printf ("%d\n", calculator (firstNumber, secondNumber, fp));
  
  fp = subtract;
  printf ("%d\n", calculator (firstNumber, secondNumber, fp));
 
  return 0;
}
 
int add (int firstNumber, int secondNumber)
{
  return firstNumber + secondNumber;
}
 
int subtract (int firstNumber, int secondNumber)
{
  return firstNumber - secondNumber;
}
 
int calculator (int firstNumber, int secondNumber, int (*fp) (int, int))
{
  return (*fp) (firstNumber, secondNumber);
}

程式碼如上。宣告2個函式add & subtract以及1個函式calculator。
其中calculator的參數允許傳入一個函式來讓calculator呼叫該函式。
在第10行時同樣宣告一個函式指標fp，並且指向add函式。
第11行時則將函式指標fp作為引數傳遞給calculator函式。因為此時fp指向add函式，因此claculator函式會呼叫add函式。
在13行時則將函式指標fp改成指向subtract函式，因此在14行的calculator會呼叫subtract函式。

以上是教科書講到函式指標時經常舉的例子。
我還在念書時對這段程式常有疑惑：

printf ("%d\n", add(firstNumber, secondNumber));
printf ("%d\n", subtract(firstNumber, secondNumber));

像這樣直接呼叫add & subtract函式不就好了，為什麼還要多宣告一個函式指標來指向函式？讓函式指標呼叫該函式，這不是多此一舉嗎？