從零開始學C++之STL（八）：函數對象、 函數對象與容器、函數對象與算法

http://blog.csdn.net/jnu_simba/article/details/9500219

一、函數對象

1、函數對象（function object）也稱為仿函數（functor）


2、一個行為類似函數的對象，它可以沒有參數，也可以帶有若干參數。


3、任何重載了調用運算符operator()的類的對象都滿足函數對象的特征


4、函數對象可以把它稱之為smart function。


5、STL中也定義了一些標準的函數對象，如果以功能劃分，可以分為算術運算、關系運算、邏輯運算三大類。為了調用這些標準函數對象，需要包含頭文件<functional>。


二、自定義函數對象

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#include?<iostream>
using?namespace?std;
class?CFunObj
{
public:
????void?operator()()
????{
????????cout?<<?"hello,function?object!"?<<?endl;
????}
};
int?main()
{
????CFunObj?fo;
????fo();
????CFunObj()();
????return?0;
}

注意：CFunObj()(); 表示先構造一個匿名對象，再調用operator();


三、函數對象與容器


在這邊舉map 容器的例子，大家都知道map 在插入元素的時候會自動排序，默認是根據key 從小到大排序，看map 的定義：

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//?TEMPLATE?CLASS?map
template?<?class?_Kty,
?????????class?_Ty,
?????????class?_Pr?=?less<_Kty>,
?????????class?_Alloc?=?allocator<pair<const?_Kty,?_Ty>?>?>
class?map
????:?public?_Tree<_Tmap_traits<_Kty,?_Ty,?_Pr,?_Alloc,?false>?>
{
????//?ordered?red-black?tree?of?{key,?mapped}?values,?unique?keys
};

假設現在我們這樣使用 map< int, string > mapTest; 那么默認的第三個參數 _Pr = less<int>，再者，map 繼承的其中一個類


?_Tmap_traits 中有個成員：


?_Pr ?comp;// the comparator predicate for keys?


跟蹤進insert 函數，其中有這樣一句：


if (_DEBUG_LT_PRED(this->comp,?_Key(_Where._Mynode()), this->_Kfn(_Val)))


已知?#define _DEBUG_LT_PRED(pred, x, y) pred(x, y) 很明顯地，comp 在這里當作函數對象使用，傳入兩個參數，回頭看less 類的


模板實現：

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//?TEMPLATE?STRUCT?less
template<class?_Ty>
struct?less
????????:?public?binary_function<_Ty,?_Ty,?bool>
{
????//?functor?for?operator<
????bool?operator()(const?_Ty?&_Left,?const?_Ty?&_Right)?const
????{
????????//?apply?operator<?to?operands
????????return?(_Left?<?_Right);
????}
};

即實現了operator() 函數，左操作數小于右操作數時返回為真。


我們也可以在定義的時候傳遞第三個參數，如map< int, string, greater<int> > mapTest; 則插入時按key 值從大到小排序（less,


?greater 都是STL內置的類，里面實現了operator() 函數），甚至也可以自己實現一個類傳遞進去，如下面例程所示：

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#include?<map>
#include?<string>
#include?<iostream>

using?namespace?std;

struct?MyGreater
{
????bool?operator()(int?left,?int?right)
????{
????????return?left?>?right;
????}
};

int?main(void)
{
????map?<?int,?string,?/*greater<int>?*/MyGreater?>?mapTest;
????mapTest.insert(map<int,?string>::value_type(1,?"aaaa"));
????mapTest.insert(map<int,?string>::value_type(3,?"cccc"));
????mapTest.insert(map<int,?string>::value_type(2,?"bbbb"));


????for?(map?<?int,?string,?/*greater<int>?*/MyGreater?>::const_iterator?it?=?mapTest.begin();?it?!=?mapTest.end();?++it)
????{
????????cout?<<?it->first?<<?"?"?<<?it->second?<<?endl;
????}

????return?0;
}

輸出為：

3 cccc

2 bbbb

1 aaaa


MyGreater 類并不是以模板實現，只是比較key 值為int 類型的大小。


四、函數對象與算法

在STL一些算法中可以傳入函數指針，實現自定義比較邏輯或者計算，同樣地這些函數也可以使用函數對象來代替，直接看例程再稍

作分析：

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#include?<vector>
#include?<string>
#include?<iostream>
#include?<algorithm>

using?namespace?std;

void?PrintFun(int?n)
{
????cout?<<?n?<<?'?';
}

void?Add3(int?&n)
{
????n?+=?3;
}

class?PrintObj
{
public:
????void?operator()(int?n)
????{
????????cout?<<?n?<<?'?';
????}
};

class?AddObj
{
public:
????AddObj(int?number)?:?number_(number)
????{

????}
????void?operator()(int?&n)
????{
????????n?+=?number_;
????}

private:
????int?number_;
};

class?GreaterObj
{
public:
????GreaterObj(int?number)?:?number_(number)
????{

????}
????bool?operator()(int?n)
????{
????????return?n?>?number_;
????}
private:
????int?number_;
};


int?main(void)
{
????int?a[]?=?{1,?2,?3,?4,?5};
????vector<int>?v(a,?a?+?5);

????/*for_each(v.begin(),?v.end(),?PrintFun);
????cout<<endl;*/

????for_each(v.begin(),?v.end(),?PrintObj());
????cout?<<?endl;

????/*for_each(v.begin(),?v.end(),?Add3);
????for_each(v.begin(),?v.end(),?PrintFun);
????cout<<endl;*/

????for_each(v.begin(),?v.end(),?AddObj(5));
????for_each(v.begin(),?v.end(),?PrintFun);
????cout?<<?endl;


????cout?<<?count_if(a,?a?+?5,?GreaterObj(3))?<<?endl;?//計算大于3的元素個數

????return?0;
}

輸出為：

1 2 3 4 5

6 7 8 9 10

2


回顧for_each 的源碼，其中有這樣一句：?_Func(*_ChkFirst); 也就是將遍歷得到的元素當作參數傳入函數。


上面程序使用了函數對象，實際上可以這樣理解?PrintObj()(*_ChkFirst); 即?PrintObj() 是一個匿名的函數對象，傳入參


數，調用了operator() 函數進行打印輸出。使用函數對象的好處是比較靈活，比如直接使用函數Add3，那么只能將元素加3，而


使用函數對象Addobj(x), 想讓元素加上多少就傳遞給Addobj類，構造一個對象即可，因為它可以保存一種狀態（類成員）。


count_if 中的 GreaterObj(3) 就類似了，將遍歷的元素當作參數傳遞給operator(), 即若元素比3大則返回為真。



五、STL內置的函數對象類



參考：

C++ primer 第四版
Effective C++ 3rd
C++編程規范


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