Ch7 仿函数（另名 函数对象）

7.1 仿函数概观

仿函数在调用者可以像函数一样地被调用，在被调用者则以对象所定义的function call operator扮演函数的实质角色。

就实现观点而言，仿函数其实就是一个“行为类似函数”的对象。为了能够“行为类似函数”，其类别定义中必须自定义function call运算子（operator()），拥有这样的运算子之后，我们就可以在仿函数的对象后面加上一对小括号，以此调用仿函数所定义的operator()，如：

...
greater<int> ig;
ig(4,6);

greater<int>() (4,6);  //先产生一个临时对象，再指定参数
...

任何应用程序欲使用STL内建的仿函数，都必须含入<functional>头文件，SGI则将它们实际定义于<stl_function.h>文件中。

7.2 可配接（Adaptable）的关键

STL仿函数应该有能力被函数配接器修饰，为了拥有配接能力，每一个仿函数必须定义自己的相应型别，以便让配接器能够取出，获得仿函数的某些信息。

相应型别都只是一些typedef，所有必要操作在编译期就全部完成了，对程序的执行效率没有任何影响，不带来任何额外负担。

7.2.1 unary_function（一元函数）

unary_function用来呈现一元函数的参数型别和返回值型别：

//STL规定，每个Adaptable Unary Function都应该继承此类别
template <class Arg, class Result>
struct unary_function {
    typedef Arg argument_type;
    typedef Result result_type;
};

一旦某个仿函数继承了unary_function，其用户便可以这样取得该仿函数的参数型别，并以相同手法取得其返回值型别：

//以下仿函数继承了unary_function
template <class T>
struct negate : public unary_function<T, T>{
    T operator() (const T& x ) const { return -x; }
};

//以下配接器用来表示某个仿函数的逻辑负值
template <class Predicate>
class unary_negate
    ...
public:
    bool operator() (const typename Predicate::argument_type& x) const {
        ...
    }
};

7.2.2 binary_function（二元函数）

binary_function用来呈现二元函数的第一参数型别、第二参数型别，以及返回值型别：

//STL规定，每个Adaptable Unary Function都应该继承此类别
template <class Arg1, class Arg2, class Result>
struct binary_function {
    typedef Arg1 first_argument_type;
    typedef Arg2 second_argument_type;
    typedef Result result_type;
};

一旦某个仿函数继承了binary_function，其用户便可以这样取得该仿函数的各种参数型别：

//以下仿函数继承了binary_function
template <class T>
struct plus : public binary_function<T, T, T>{
    T operator() (const T& x ,const T& y) const { return x+y; }
};

//以下配接器用来将某个二元仿函数转化为一元仿函数
template <class Operation>
class binder1st
    ...
protected:
    Operation op;
    typedef Operation::first_argument_type value;
public:
     typedef Operation::result_type
     bool operator() (const typename Operation::second_argument_type& x) const {
        ...
    }
};

7.3 算术类（Arithmetic）仿函数

以下是STL内建的“算术类仿函数”，除了“否定”运算为一元运算，其他都是二元运算。

• 加法：plus<T>
• 减法：minus<T>
• 乘法：multiplies<T>
• 除法：divides<T>
• 模取（modulus）：modulus<T>
• 否定（negation）：negate<T>

证同元素（identity element）：

       所谓“运算op的证同元素”，意思是数字A若与该元素做op运算，会得到A自己。

       （加法的证同元素为0，因为任何元素加上0仍为自己；同理，乘法的证同元素为1。）

7.4 关系运算类（Relational）仿函数

以下是STL内建的“关系运算类仿函数”，每一个都是二元运算。

• 等于（equality）：equal_to<T>
• 不等于（inequality）：not_equal_to<T>
• 大于（greater than）：greater<T>
• 大于或等于（greater than or equal）：greater_equal<T>
• 小于（less than）：less<T>
• 小于或等于（less than or equal）：less_equal<T>

7.5 逻辑运算类（Logical）仿函数

以下是STL内建的“逻辑运算类仿函数”，其中And 和Or 为二元运算，Not 为一元运算。

• 逻辑运算 And：logical_and<T>
• 逻辑运算 Or：logical_or<T>
• 逻辑运算 Not：logical_not<T>

7.6 证同（identify）、选择（select）、投射（project）

//证同函数。
//任何数值通过此函数后，不会有任何改变
//此式运用于<stl_set.h>，用来指定RB-tree所需的KeyOfValue op
//那是因为set元素的键值即实际值，所以采用identity
template <class T>
struct identity : public unary_function<T, T> {
    const T& operator() (const T& x) const { return x; }
};

//选择函数1。
//接收一个pair，传回其第一元素
//此式用于<stl_map.h>，用来指定RB-tree所需的KeyOfValue op
//由于map是以pair元素的第一元素为其键值，所以采用select1st
template <class Pair>
struct select1st : public unary_function<Pair, typename Pair::first_type> {
    const typename Pair::first_type& operator() (const Pair& x) const {
        return x.first;
    }
};

//选择函数2。
//接收一个pair，传回其第二元素
template <class Pair>
struct select2nd : public unary_function<Pair, typename Pair::second_type> {
    const typename Pair::second_type& operator() (const Pair& x) const {
        return x.second;
    }
};

//投射函数1。
//传回第一参数，忽略第二参数
template <class Arg1, class Arg2>
struct project1st : public binary_fucntion<Arg1, Arg2, Arg1>{
    Arg1 operator() (const Arg1& x, const Arg2&) const { return x; }
};

//投射函数2.
//传回第二参数，忽略第一参数
template <class Arg1, class Arg2>
struct project2nd : public binary_function<Arg1, Arg2, Arg2>{
    Arg2 operator() (const Arg1&, const Arg2& y) const { return y; }
};