C++ STL Function Object函数对象

概念

指定义了operator()的对象，如：

FunctionObjectType fo;
...
fo(...);

其中的fo()；是调用了fo对象的operator(),而不是调用函数fo()

可以将函数对象视为一般函数，只不过是一种更复杂的撰写手段,比如:

class FunctionObject
{
public:
	void operator() ()
	{
		statements
	}
}

这样写的好处是：

1.更灵巧，它可以拥有状态。对于相同的函数对象类你可以拥有两个状态不同的实力。寻常的函数无法做到这一点.

2.每个函数对象都有其类型，你可以将函数对象类型当做模板参数传递，从而指定某种行为。

3.执行速度，函数模板比函数指针更快

以函数对象为排序准则

class Person
{
public:
	string firstname() const;
	string lastname() const;
	...
};
class PersonSortCriterion
{
public:
	bool operator() (const Person & p1, const Person& p2) const
	{
		return p1.lastname() < p2.lastname() || (p1.lastname() == p2.lastname() && p1.firstname() < p2.firstname());
	}
};

int main()
{
	set<Person, PersonSortCriterion>coll;
	...

	for (auto pos = coll.begin(); pos != coll.end(); ++pos)
	{
		...
	}
}

这里的set coll里使用特殊排序准则PersonSortCriterion,它正是一个函数对象

函数对象拥有内部状态

下面展示函数对象如何能够行为像个函数同时又拥有多个状态：

class IntSequence
{
private:
	int value;
public:
	IntSequence(int initialValue) :value(initialValue) {}
	int operator() ()
	{
		return ++value;
	}

};
int main()
{
	list<int>coll;

	generate_n(back_inserter(coll), 9, IntSequence(1));
	PRINT_ELEMENTS(coll);

	generate(next(coll.begin()), prev(coll.end()), IntSequence(42));
	PRINT_ELEMENTS(coll);
}

IntSequence(1) 以1为初值产生这么一个函数对象，generate_n()算法前后共九次运用它写入元素值，而它也实实在在地产生了数组2~10.看以下表达式:

IntSequence(42)

产生以42为初值的函数对象.

只要改变operator(),就可以轻松产出更复杂的序列。

默认情况下,函数对象是按值传递，不是按引用传递.因此算法不会改变函数对象的状态

按值传递的好处是:可以传递常量表达式或暂态表达式.

缺点是:无法改变函数对象的状态

算法可以改变function object的状态，但你无法取得并处理最终状态,有三个办法可以从运用了函数对象的算法中获取结果:

1.在外部持有状态，并让函数对象指向它

2.以按引用传递方式传递函数对象

3.利用for_each()算法的返回值

为了按引用方式传递函数对象，你需要调用算法时明白标示function object是一个引用类型:

class IntSequence
{
private:
	int value;
public:
	IntSequence(int initialValue) :value(initialValue) {}
	int operator() ()
	{
		return ++value;
	}

};
int main()
{
	list<int>coll;
	IntSequence seq(1);
	generate_n<back_insert_iterator<list<int>>, int, IntSequence& >(back_inserter(coll), 4, seq);
	PRINT_ELEMENTS(coll);
	generate_n(back_inserter(coll), 4, IntSequence(42));
	PRINT_ELEMENTS(coll);
	generate_n(back_inserter(coll), 4, seq);
	PRINT_ELEMENTS(coll);
	generate_n(back_inserter(coll), 4, seq);
	PRINT_ELEMENTS(coll);
}

For_each()的返回值

如果使用的算法是for_each()就不必以引用方式传递函数对象来获得其最终状态了:

class MeanValue
{
private:
	long num;
	long sum;
public:
	MeanValue() :num(0), sum(0) {}
	void operator()(int elem)
	{
		++num;
		sum += elem;
	}
	double value()
	{
		return static_cast<double>(sum) / static_cast<double>(num);
	}
};

int main()
{
	vector<int>coll{ 1,2,3,4,5,6,7,8 };
	MeanValue mv = for_each(coll.begin(), coll.end(), MeanValue());
	cout << "mean value: " << mv.value() << endl;

}

返回的function obejct被赋值给mv,此后你可以调用mv.value()来查询其状态.