仿函数

╰半夏微凉° 2022-01-28 12:31 284阅读 0赞

所有的仿函数定义在头文件<functional>中。

### 1．定义及分析 ###

仿函数就是一个定义了operator()的对象。

class X 
    {
    public:
    //define "function call" operator
    return-value operator() (arguments) const;
    ...
    };
    //现在这个类对象就可以当做函数一样使用
    X fo;
    ...
    fo(arg1, arg2); //call operator () for function object fo
    //等同于
    fo.operator() (arg1,arg2); //调用对象fo的operator()

凡是行为像函数，那么这个对象就是函数。仿函数就是这个意思，但是STL中为什么要用仿函数而不直接用函数呢?

首先STL是一个有自己规则的框架，函数指针无法和STL其他组件搭配（配接器），产生更灵活的变化：

仿函数应当有能力被函数配接器修饰，然后彼此合作形成一个整体。为了可配接仿函数需要定义自己的相应型别（和迭代器的型别的作用是一个含义）。由于STL只使用一元和二元仿函数，所以定义了两个class：unaru\_function和binary\_function。这两个类没有成员，只有一些型别定义。任何仿函数，只要依个人需求选择继承其中一个class，便自动拥有了那些相应型别，也就自动拥有了配接能力。

其次仿函数相对于函数指针有其自身优点：

1、 仿函数是智能型函数

就好比智能指针的行为像指针，其就可看作是一个指针。但是智能指针是定义的一个类对象，所以在具备指针功能的同时也有其他的能力。仿函数的能力也可以超越operator（）。因为仿函数可以拥有成员函数和成员变量，这意味着仿函数拥有状态。另一个好处是可以在执行期初始化它们。

class AddValue 
    {
    private:
    	int theValue; //the value to add
    public:
    	AddValue(int v) : theValue(v) {}
    	void operator() (int& elem) const 
    	{
    		elem += theValue;
    	}
    };
    AddValue addx (x); //+x
    AddValue addy (y); //+y
    AddValue(10))//常量
    AddValue (*coll. begin())//变量

2、 仿函数都有自己的型别

这就是泛型编程编写仿函数。

3、 仿函数通常比一般函数快

就template的概念而言，由于更多细节在编译器就已确定，所以通常可能进行更好的最佳化。

### 2.预定义的仿函数 ###

#### 2.1算术类 ####

除了否定为一元，其他都为二元仿函数。

加法：plus<T>

减法：minus<T>

乘法：multiplies<T>

除法：divides<T>

求余：modulus<T>

否定：negate<T>

#### 2.2关系运算类 ####

都是二元仿函数。

等于：equal\_to<T>

不等于：not\_equal\_to<T>

大于：greater<T>

大于等于：greater\_equal<T>

小于：less<T>

小于等于：less\_equal<T>

#### 2.3逻辑运算类 ####

与和或为二元仿函数，否为一元仿函数。

与：logical\_and<T>

或：logical\_or<T>

否：logical\_not<T>

### 3.仿函数配接器 ###

仿函数配接器是配接器（仿函数、容器、迭代器）中最大的一部分。主要运用到的如以下所示：

绑定第一个参数为定值：bind1st(op,x)——效果op(x,param)

绑定第二个参数为定值：bind2nd(op,x)——效果op(param,x)

对一元仿函数逻辑取反：not1(op)——效果!op(param)

对二元仿函数逻辑取反：not2(op)——效果!op(param1,param2)

SGI版本特有的还有compose1和compose2，就是组合函数的意思：

compose1(op1,op2)——效果op1(op2())

举例：

判定元素不小于12：bind2nd(greater\_equal<int>(),12)或者not1(bind2nd(less<int>(),12))

对元素x执行（x+2）\*3：compose1(bind2nd(multiplies<int>,3),bind2nd(plus<int>(),2))

另外的函数配接器就是针对成员函数而设计的函数配接器：

mem\_fun\_ref(op)                 调用op，是某对象的一个const成员函数

men\_fun(op)                        调用op，是某对象指针的一个const成员函数

注意，被men\_fun\_ref和men\_fun调用的成员函数必须是const，C++标准库暂时不支持non-const成员函数提供函数配接器。

class Person 
    {
    	private:
    	std::string name;
    	public:
    	...
    	void print() const 
    	{
    	std::cout << name << std::endl;
    	}
    	void printWithPrefix (std::string prefix) const 
    	{
    		std::cout << prefix << name << std::endl;
    	}
    };
    void foo (const std::vector<Person>& coll)
    {
    	using std::for_each;
    	using std::bind2nd;
    	using std::mem_fun_ref;
    //对各个元素调用成员函数print
    	for_each (coll.begin(), coll.end(),mem_fun_ref(&Person::print));
    //对各个元素调用成员函数printWithPrefix
    //-"person: "是传递的一个参数，所以使用了bind2nd
    for_each (coll.begin(), coll.end(),bind2nd (mem_fun_ref (&Person::printWithPrefix),"person: "));
    }