STL中的仿函数



仿函数(functor)又称之为函数对象(function object),其实就是重载了()操作符的struct,没有什么特别的地方。


STL中的部分实现


/*

template<class _InIt, class _Fn1> inline
_Fn1 for_each(_InIt _First, _InIt _Last, _Fn1 _Func)
{	// perform function for each element
	_DEBUG_RANGE(_First, _Last);
	_DEBUG_POINTER(_Func);
	_For_each(_Unchecked(_First), _Unchecked(_Last), _Func);

	return (_STD move(_Func));
}

template<class _InIt,class _Fn1> inline
void _For_each(_InIt _First, _InIt _Last, _Fn1& _Func)
{	// perform function for each element
	for (; _First != _Last; ++_First)
		_Func(*_First);
}

*/


#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

template<class T>
class Print
{
public:
	void operator()(const T&elm)
	{
		cout << elm << ' ';
	}
};

struct Plus
{
	int operator()(const int& x, const int& y) const
	{ 
		return x + y;
	}
};


int main()
{
	int ia[] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5 };
	int size = sizeof(ia) / sizeof(ia[0]);
	vector<int>iv(ia, ia + size);

	Print<int> obj;
	for_each(iv.begin(), iv.end(),obj);
	cout << endl;
	for_each(iv.begin(), iv.end(), Print<int>());

	int i = 123;
	Print<int>obj1;
	obj1(i);

	int a = 1, b = 2;
	Plus obj2;
	cout << obj2(a, b) << endl;


	return 0;
}


### C++ STL 仿函数的概念 在C++标准模板库(STL)中,仿函数(Functor),也被称为函数对象(function object)[^1]。这类对象的行为类似于函数,可以被调用并携带状态信息。 仿函数本质上是一个重载了`operator()`运算符的类实例。这意味着可以通过像调用普通函数一样来调用该类型的对象,并且可以在不改变接口的情况下维护内部状态或实现更复杂的逻辑。 ### 创建与使用仿函数的方法 为了创建一个仿函数,需定义一个新的类并在其中重写`operator()`成员函数。下面展示了一个简单的例子: ```cpp struct MultiplyBy { int factor; // 构造器初始化factor值 explicit MultiplyBy(int f): factor(f){} // 定义operator()使得此结构体可作为函数调用 int operator()(int value)const{ return value * factor; } }; ``` 这段代码实现了乘法操作的功能封装,在构造时指定乘数(factor),之后每次调用都返回输入参数value乘以此固定倍率的结果。 ### 实际应用场景下的仿函数应用案例 #### 自定义排序规则 当需要对容器内的元素按照特殊条件排序时,就可以利用仿函数来自定义比较方式。比如按降序排列整型向量: ```cpp #include <algorithm> #include <iostream> #include <vector> // 定义仿函数用于两个整数之间的大小关系判断(此处为大于) struct Greater { bool operator()(int a, int b) const { return a > b; } }; int main(){ std::vector<int> vec = {1, 5, 3, 2, 4}; std::sort(vec.begin(), vec.end(), Greater()); for (auto v : vec){ std::cout << v << " "; } return 0; } ``` 上述程序会输出 `5 4 3 2 1`, 表明已经成功地按照从大到小顺序进行了排序。 #### 配合STL算法迭代处理集合项 除了参与排序外,仿函数还经常与其他STL通用算法配合工作,如遍历整个序列并对每个元素施加相同的操作。例如,计算一系列数值总和或者统计满足某些属性的对象数量等场景下都非常有用。 ```cpp #include <numeric> #include <iostream> #include <vector> class SumWithOffset { public: SumWithOffset(double offset_) : sum_(0), offset(offset_){} void operator()(double val){ sum_ += val + offset; } double getSum()const{return sum_;} private: double sum_; double offset; }; int main(){ std::vector<double> numbers{1., 2., 3., 4.}; SumWithOffset summer(1.); std::for_each(numbers.begin(),numbers.end(),summer); std::cout<<"Total:"<<summer.getSum()<<'\n'; return 0; } ``` 这里演示的是累加带有偏移量offset的一组浮点数的过程。通过自定义的仿函数Summer完成这一任务。
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