C++ operator的应用

1. 函数对象/仿函数

函数对象概念

• 重载 函数调用操作符 的类，其对象常称为函数对象
• 函数对象 使用重载的()时，行为类似函数调用，也叫仿函数
• 本质：函数对象(仿函数)是一个类，不是一个函数

函数对象使用

特点：

• 函数对象可以像普通函数那样调用，可以有参数，可以有返回值
• 函数对象超出普通函数的概念，可以有自己的状态
• 函数对象可以作为参数传递

简单示例：

class MyPrint{
public:
    MyPrint() {
        this->count = 0;
    }
    int operator()(std::string str) {
        std::cout << str << std::endl;
        count++;
    }
    int count;
};
void doPrint(MyPrint & mp,std::string str){
    mp(str);
}

// 测试函数对象的使用
void testFuncObj() {
    MyPrint myPrint;
    doPrint(myPrint,"调用函数");
    doPrint(myPrint,"调用函数");
    std::cout << "函数调用次数："<< myPrint.count<< std::endl;
}

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

打印结果：

调用函数
调用函数
函数调用次数：2

2. 谓词

谓词概念

• 返回bool类型的仿函数称为谓词
• 如果operator()接受一个参数，那么叫一元谓词
• 如果operator()接受两个参数，那么叫二元谓词

谓词使用示例

一元谓词：

class Pred{
public:
    bool operator()(int num) {
        return num>5;
    }
};
void testPred1() {
    std::vector vector;
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        vector.push_back(i);
    }
    for (std::vector::iterator it = std::find_if(vector.begin(),vector.end(),Pred()); it != vector.end(); it++) {
        std::cout << "找到大于5的数字：" << *it <

输出结果：

找到大于5的数字：6
找到大于5的数字：7
找到大于5的数字：8
找到大于5的数字：9

二元谓词：

// 测试谓词的使用
class Pred{
public:
    bool operator()(int num) {
        return num>5;
    }
    bool operator()(int val1, int val2) {
        return val1 > val2;
    }
};

void testPred2() {
    std::vector vector;
    vector.push_back(10);
    vector.push_back(-2);
    vector.push_back(80);
    vector.push_back(1);
    vector.push_back(104);
    vector.push_back(23);
    vector.push_back(67);

    // std::sort(vector.begin(),vector.end()); // 默认是升序
    std::sort(vector.begin(),vector.end(),Pred()); // 通过二元谓词改为降序
    for (std::vector::iterator it = vector.begin(); it != vector.end() ; it++) {
        std::cout << *it << std::endl;
    }



}
int main() {
    testPred2(); // 二元谓词
    return 0;
}

3. 内建函数对象

STL内建了一些函数对象，这些仿函数所产生的对象，用法和一般函数完全相同，使用内建函数对象需要引入头文件：`#include ` 分类如下：

• 算术仿函数
• 关系仿函数
• 逻辑仿函数

算术仿函数

实现四则运算，其中negate是一元运算，其它都是二元运算

仿函数原型

• template T plus // 加法仿函数
• template T minus // 减法仿函数
• template T multiplies // 乘法仿函数
• template T divides // 加法仿函数
• template T modulus // 减法仿函数
• template T negate // 乘法仿函数

算数仿函数使用示例

void testNegate() {
    std::negate n;
    std::cout << n(50) << std::endl;
}

void testAdd() {
    std::plus n;
    std::cout << n(10,20) <

运行结果

-50
30

关系仿函数

实现关系对比

仿函数原型

• template bool equal_to                        // 等于
• template bool not_equal_to                // 不等于
• template bool greater                         // 大于
• template bool greater_equal              // 大于等于
• template bool less                              // 小于
• template bool less_equal                   // 小于等于

使用示例

void testGreater() {
    std::vector v;
    v.push_back(10);
    v.push_back(20);
    v.push_back(-10);
    v.push_back(3);
    v.push_back(109);
    v.push_back(-66);

    // std::sort(v.begin(), v.end()); // 原来的sort是升序排列
    std::sort(v.begin(),v.end(),std::greater()); // 降序排列

    for (std::vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it) {
        std::cout << *it << std::endl;
    }
}

int main() {
    testGreater(); // 内建函数关系仿函数，大于关系
    return 0;
}

输出：

-66
-10
3
10
20
109

逻辑仿函数

实现逻辑运算

函数原型

• template bool logical_and        逻辑与
• template bool logical_or           逻辑或
• template bool logical_not         逻辑非

使用示例

void testLogical() {
    std::vector v;
    v.push_back(true);
    v.push_back(false);
    v.push_back(true);
    v.push_back(false);

    std::vector v2;
    v2.resize(v.size());
    std::transform(v.begin(),v.end(),v2.begin(),std::logical_not());

    for (std::vector::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it) {
        std::cout << *it << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    for (std::vector::iterator it = v2.begin(); it != v2.end(); ++it) {
        std::cout << *it << " ";
    }
}

int main() {
    testLogical(); // 内建函数逻辑仿函数，逻辑非
    return 0;
}

输出：

1 0 1 0 
0 1 0 1 

常用算法

算法主要是有头文件 组成

• ：所有STL头文件中最大的一个，范围涉及比较、交换、查找、遍历操作、复制、修改等等
• ：体积很小，只包括几个在序列上面进行简单数学运算的函数模版
• ：定义了一些模版类，用以声明函数对象

常用遍历算法

遍历容器：for_each

搬运容器到另一个容器中：transform

常用查找算法

• 查找元素：find 
• 按条件查找元素：find_if
• 查找相邻重复元素：adjacent_find
• 二分查找法：binary_search
• 统计元素个数：count
• 按条件统计元素个数：count_if