Какая польза от пользовательских данных в функции регистра обратного вызова в c?

Если все, что у вас есть, это указатель функции, указывающий на функцию обратного вызова, нет способа передать дополнительные данные в функцию обратного вызова.

Например, предположим, что у меня есть строки, которые я хочу отсортировать с помощью qsort. Я мог бы начать с такого простого кода:

#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);
}

Эта программа отлично работает и печатает:

unsorted:
apple
pear
1
2
10

sorted:
1
10
2
apple
pear

Но это алфавитная сортировка с использованием strcmp. Предположим, мне нужна опция числовой сортировки (то есть, как стандартная команда Unix / Linux sort с ее опцией -n). И, кроме того, предположим, что я действительно хочу сделать это опцией, управляемой переменной времени выполнения. Я мог бы написать новую, немного более сложную функцию сравнения, например:

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);
}

Если для флага numeric установлено значение true, входные данные теперь сортируются как

apple
pear
1
2
10

(Слова идут первыми, потому что atoi «конвертирует» их в 0.)

Но тогда жизненно важный вопрос: откуда взялся этот флаг numeric? Если все, что у меня есть, это qsort и функция обратного вызова, которая не принимает определяемый пользователем контекст, у меня нет другого выбора, кроме как сделать флаг numeric глобальной переменной:

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]);
}

И это тоже работает. Но, конечно, никому не нравятся глобальные переменные.

Вот здесь и появляется концепция параметра «пользовательские данные». Я не знаю, насколько он стандартен, но моя система предоставляет вариант qsort под названием qsort_r. («r» означает «повторно входим».) В этой версии функции сравнения передается дополнительный аргумент, с которым я могу делать все, что захочу. Здесь я могу сделать его указателем на мой флаг numeric, и теперь мой флаг numeric не обязательно должен быть глобальной переменной:

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);
}

Итак, в двух словах, ответ на вопрос «Какая польза от аргумента userdata в функции обратного вызова?» это «Так что вызывающим функциям не нужно использовать глобальные переменные для передачи дополнительной контекстной информации в свои функции обратного вызова».

Сноска: в этом случае я мог бы использовать другой подход. Я мог бы определить две разные функции compar, одну для буквенных данных, одну для числовых. Я мог бы передать ту или иную функцию qsort, например:

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

Таким образом, мне вообще не понадобился бы указатель userdata, или qsort_r, или глобальная переменная. Но я надеюсь, что этот пример продемонстрировал, чем может быть полезен указатель userdata и как его использовать.