STL学习笔记（仿函数）

仿函数(Functors)

仿函数(functor)，就是使一个类的使用看上去象一个函数。其实现就是类中实现一个operator()，这个类就有了类似函数的行为，就是一个仿函数类了。

例如我们定义一个类：

class X{
    public:
        return-value operator()(arguments) const;
        ...  
};

然后就可以把这个类别的对象当做函数调用

X fo;
...
fo(arg1,arg2)  //等价于fo.operator()(arg1,arg2);

 显然，这种定义形式更为复杂，却又三大妙处：

1.仿函数比一般函数更灵巧，因为它可以拥有状态。

2.每个仿函数都有其型别。因此可以将仿函数的型别当做template参数传递。

3.执行速度上，仿函数通常比函数指针更快。

仿函数可当做排序准则

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

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()||
                    (!(p2.lastname()<p1.lastname())&&
                    p1.firstname()<p2.firstname());
        }
};

int main()
{
    typedef set<Person,PersonSortCriterion> PersonSet;
    PersonSet coll;
    PersonSet::iterator pos;
    for(pos=coll.begin();pos!=coll.end();++pos){
        ...
    }
    ...
}

这里的coll适用了特殊排序准则PersonSortCritersion，而它是一个仿函数类别。所以可以当做set的template参数，而一般函数则无法做到这一点。

拥有内部状态的仿函数

下面例子展示仿函数如何模拟函数在同一时刻下拥有多个状态

#include <iostream>
#include <list>
#include <algorithm>
#include "print.cpp"
using namespace std;

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(++coll.begin(),--coll.end(),IntSequence(42));
    PRINT_ELEMENTS(coll);
}

for_each()的返回值

使用for_each()可以返回其仿函数。下面将演示这一点

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

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;
    for(int i=1;i<=8;++i)
    {
        coll.push_back(i);
    }
    MeanValue mv=for_each(coll.begin(),coll.end(),MeanValue());
    cout<<"mean value:"<<mv.value()<<endl;
}

预定义的仿函数

C++标准程序库提供了许多预定义的仿函数。下面列出了所有这些仿函数

对对象排序或进行比较时，一般都以less<>为预设排序准则。要使用这些仿函数，必须包含头文件<functional>。

函数配接器(Function Adapters)

所谓“函数配接器”是指能够将仿函数和另一个仿函数(或某个值，或一般函数)结合起来的仿函数。函数配接器也声明与<functional>中。

例如以下语句：

find_if(coll.begin(),coll.end(),bind2nd(greater<int>()),42)

其中bind2nd是将一个二元仿函数(greater<>)转换成一元仿函数。它通常将第二参数传给“由第一参数指出”的二元仿函数，作为后者的第二参数。

下面列出了预定义的函数配接器