C++ 函数对象(仿函数)

函数对象

概念：模仿函数的类，使用方式如同函数

本质：函数对象是一个类，类中对小括号“（）”进行了函数重载。

仿函数主要用于STL中的算法中，函数指针虽然也可以作为算法的参数，但它不能满足STL对抽象性的要求，也不能满足软件积木的要求–函数指针无法和STL其他组件搭配，产生更灵活变化。

案例代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;
 
class MyAdd
{
public:
    int operator()(int v1,int v2)
    {
        return v1 + v2;
    }
};

void test01()
{
    MyAdd myAdd;
    cout <<  myAdd(10, 10) <<endl;
}

 
int main()
{
    test01();
    return 0;
}

STL的案例

C++ STL的三大组件：Containers, Iterators, Algorithms，即容器，迭代器和算法。容器为用户提供了常用的数据结构，算法大多是独立于容器的常用的基本算法，迭代器是由容器提供的一种接口，算法通过迭代器来操控容器。

set结构底层实现为红黑树结构，查找相较于其它数据结构较快。现介绍一个运用到仿函数的案例如下：

题目：定义一个Student结构体，包括name和age等数据，要求编程实现在set中查找一个元素的操作。

分析：因为插入的类型是自定义的，不是基本类型（基本类型有默认的排序准则），因此要指定生产红黑树结构的比较算法。目前有两种方法供大家参考，案例如下。

方法一：重载 < 运算符

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;

struct Student {
    string name;
    int age;

    bool operator <(const Student & a)const 
    {
        if(name < a.name)
        {
            return true;
        }
        else if(name == a.name)
        {
            if(age < a.age)
                return true;
            else
                return false;
        }
        else
            return false;
    }
};

int main()
{
    set<Student> stuSet;
 
    Student stu1, stu2;
    stu1.name = "test1";
    stu1.age = 13;
 
    stu2.name = "test1";
    stu2.age = 23;
 
    stuSet.insert(stu1);
    stuSet.insert(stu2);

    Student stuTemp;
    stuTemp.name = "test1";
    stuTemp.age = 13;
 
    set<Student>::iterator iter;
    iter = stuSet.find(stuTemp);
    if(iter != stuSet.end())
	{
        cout << iter->name << endl;
    }
	else
	{
        cout << "Cannot find this student!" << endl;
    }
 
    return 0;
}

方法二：仿函数重载（）

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;
 
/*Student结构体*/
struct Student {
    string name;
    int age;
};
 
/*“仿函数"。为Student set指定排序准则*/
class studentSortCriterion {
    public:
        bool operator() (const Student &a, const Student &b) const {
            /*先比较名字；若名字相同，则比较年龄。小的返回true*/
            if(a.name < b.name)
	    {
                return true;
	    }
            else if(a.name == b.name)
	    {
                if(a.age < b.age)
                    return true;
                else
                    return false;
            }
	    else
                return false;
        }
};
 
int main()
{
    set<Student, studentSortCriterion> stuSet;
 
    Student stu1, stu2;
    stu1.name = "test1";
    stu1.age = 13;

    stu2.name = "test2";
    stu2.age = 23;
 
    stuSet.insert(stu1);
    stuSet.insert(stu2);
 
    /*构造一个测试的Student，可以看到，即使stuTemp与stu1实际上并不是同一个对象，
     *但当在set中查找时，仍会查找成功。这是因为已定义的studentSortCriterion的缘故。
     */
    Student stuTemp;
    stuTemp.name = "test1";
    stuTemp.age = 13;
 
    set<Student, studentSortCriterion>::iterator iter;
    iter = stuSet.find(stuTemp);
    if(iter != stuSet.end())
    {
        cout << iter->name << endl;
    }
    else
    {
        cout << "Cannot find this student!" << endl;
    }
 
    return 0;
}