C++ 函数对象

一、函数对象

重载函数调用操作符的类,其对象常称为函数对象(function object),即它们是行为类似函数的对象,也叫仿函数(functor),其实就是重载“()”操作符,使得类对象可以像函数那样调用。

注意:
1.函数对象(仿函数)是一个类,不是一个函数。
2.函数对象(仿函数)重载了”() ”操作符使得它可以像函数一样调用。

一元仿函数是operator()中只需要一个参数,二元仿函数是operator()中有两个参数
 
函数对象和普通函数的区别:

  • 函数对象有自己的状态
  • 普通函数没有类型,函数对象有类型
  • 函数对象比普通函数执行效率有可能更高(成员函数自动申请为内联函数)

函数对象(仿函数)可以作为算法的策略

函数对象的作用主要是什么?STL提供的算法往往都有两个版本,其中一个版本表现出最常用的某种运算,另一版本则允许用户通过template参数的形式来指定所要采取的策略。

struct MyPrint
{
    void operator()(int val) {
        cout << val << endl;
    }
};

void test01() {
    MyPrint pr;
    pr(10); // 重载了()操作符的类实例化的对象,可以像普通函数那样调用,可以有参数 ,可以有返回值
}

struct MyMul
{
    int operator()(int val1, int val2) {
        return val1*val2;
    }
};

void test02() {
    MyMul mul;
    cout << mul(10,20) << endl;
}
//函数对象超出了普通函数的概念,可以保存函数的调用状态
class HePrint {
public:
   HePrint() {
      mCount = 0;
   }

   void operator()(int val) {
      cout << val << endl;
      mCount ++;
   }

public:
   int mCount;
};

void test03() {
    HePrint he;
    he(7);
    he(8);
    he(9);
    cout << he.mCount << endl;
} 
//函数对象可以做参数和返回值
struct outPrint
{
    void operator()(int val) {
        cout << val << endl;
    }
};

void doBussiness(outPrint p) {
    p(100);
}

void test04() {
    doBussiness(outPrint()); // 函数对象做参数
}

// 函数对象可以作为算法的策略
struct MyAdd
{
    MyAdd() {
        sum = 0;
    }
    int operator()(int val) {
        sum += val;
        return sum;
    }

    int sum;
};

struct PrintVec
{
    void operator()(int val) {
        cout << val << endl;
    }
};


void test05() {
    vector<int> vec;
    vec.push_back(30);
    vec.push_back(10);
    vec.push_back(20);

    sort(vec.begin(), vec.end()); // less<int>()
    for_each(vec.begin(),vec.end(),PrintVec());

    sort(vec.begin(), vec.end(), greater<int>());
    for_each(vec.begin(),vec.end(),PrintVec());

    MyAdd myadd = for_each(vec.begin(),vec.end(),MyAdd());
    cout << myadd.sum << endl;
}


struct myfun1
{
    bool operator()(int key1, int key2)
    {
        return key1 > key2;
    }
};

void test08()
{
    set<int,greater<int> > myset;
    myset.insert(8);
    myset.insert(3);
    myset.insert(5);
    myset.insert(9);
    myset.insert(7);

    for_each(myset.begin(),myset.end(),myPrint);
    cout << endl;


    set<int,myfun1 > myset2;
    myset2.insert(8);
    myset2.insert(3);
    myset2.insert(5);
    myset2.insert(9);
    myset2.insert(7);

    for_each(myset2.begin(),myset2.end(),myPrint);
    cout << endl;
    
}

二、谓词

谓词是指普通函数或重载的operator()返回值是bool类型的函数对象(仿函数)。如果operator接受一个参数,那么叫做一元谓词,如果接受两个参数,那么叫做二元谓词,谓词可作为一个判断式。

// 一元谓词
struct GreaterThanFive
{
    bool operator()(int v){
        return v>5;
    }
};

void test09() {
    vector<int> v;
    for(int i=0; i<10; i++) {
        v.push_back(i);
    }

    vector<int>::iterator ret = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterThanFive());
    if(ret == v.end()){
        cout <<"没有找到!"<< endl;
    }
    else{
        cout <<"找到:"<<*ret << endl;
    }

}
// 二元谓词
struct MyCompare{
    bool operator()(int v1,int v2){
        return v1 > v2;
    }
};

void test10() {
    vector<int> v;
    v.push_back(8);
    v.push_back(1);
    v.push_back(3);
    v.push_back(9);
    v.push_back(5);

    sort(v.begin(),v.end(),MyCompare());
    for_each(v.begin(),v.end(),myPrint);
    cout << endl;

}

三、 内建函数对象

STL内建了一些函数对象。分为:算数类函数对象,关系运算类函数对象,逻辑运算类仿函数。这些仿函数所产生的对象,用法和一般函数完全相同,当然我们还可以产生无名的临时对象来履行函数功能。使用内建函数对象,需要引入头文件 #include<functional>。

6个算数类函数对象,除了negate是一元运算,其他都是二元运算

template<classT>T plus<T>//加法仿函数
template<class T> T minus<T>//减法仿函数
template<class T> T multiplies<T>//乘法仿函数
template<class T> T divides<T>//除法仿函数
template<class T> T modulus<T>//取模仿函数
template<class T> T negate<T>//取反仿函数

6个关系运算类函数对象,每一种都是二元运算

template<class T>bool equal_to<T>//等于
template<class T>bool not_equal_to<T>//不等于
template<class T>bool greater<T>//大于
template<class T>bool greater_equal<T>//大于等于
template<class T>bool less<T>//小于
template<class T>bool less_equal<T>//小于等于

逻辑运算类运算函数,not为一元运算,其余为二元运算

template<class T>bool logical_and<T>//逻辑与
template<class T>bool logical_or<T>//逻辑或
template<class T>bool logical_not<T>//逻辑非

void test07() {
    plus<int> myplus;
    cout << myplus(10,20) << endl;
}
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