C++ | 仿函数

仿函数的用法

在C语言时期，如果想要实现回调函数或者是函数参数需要传入函数，通常是用的函数指针。而在C++中，我们一般用仿函数来平替。
仿函数，又叫函数对象。虽然名字叫仿函数，但本质上就是一个重载了 operator() 的类，这个类的核心内容就是这个 operator() 方法，写法实例如下：

// 仿函数的类
class Showme
{
public:
    void operator()(string name = "xiaoming")
    {
        cout << "我的名字是 " << name << endl;
    }
};

// 测试的类
template
class test
{
public:
    void fun()
    {
        show();
        show("wugang");
    }
private:
    Show show;
};

int main()
{
    // 仿函数做函数参数
    Showme show;
    show();
    show("lihua");
    cout << "****************" << endl;
    // 仿函数做类的模板参数
    test myshow;
    myshow.fun();

    return 0;
}

可以看到，当我们用仿函数的类定义出了对象之后，那么这个对象在用法上就相当于是一个函数了，其写法已经和函数调用无异了，这也是为什么这个东西叫“仿函数”的原因之一。

其实单从用法角度来讲，函数对象就相当于函数指针。只不过综合来讲，仿函数的优势更大：

1. 灵活性和可定制性： 函数对象是类的实例，因此可以包含某些状态信息（通过成员变量），并且可以定义操作符重载，使得函数对象可以像普通函数一样调用。这意味着可以实现更灵活和可定制的行为。
2. 性能优势： 一些编译器可以对函数对象进行内联优化，因为函数对象是类的实例，而函数指针则可能无法被内联。内联可以减少函数调用的开销，从而提高性能。
3. 类型安全： 函数对象是类型安全的，因为它们是类的实例。编译器可以在编译时检查函数对象的类型，避免了在运行时可能发生的类型错误。
4. 可组合性： 函数对象可以被组合起来形成更复杂的操作，这通常通过函数对象适配器（如std::bind、std::function等）来实现。这种组合性使得函数对象在STL中被广泛使用，例如在算法中可以传递不同的函数对象来实现不同的行为。
5. 更多的操作符重载： 函数对象可以重载多个操作符，而函数指针只能代表一个函数。这意味着函数对象可以模拟更复杂的操作，而不仅仅局限于函数调用。

内建仿函数

STL内建了一些函数对象，可大致分为算数类函数对象，关系运算类函数对象，逻辑运算类函数对象这3类。这些函数对象用法和一般函数对象完全一致，只是这些常用的函数对象都被封装在库中了，使我们不用再自己写了，提高了编码效率。至于具体有哪些内建函数对象见下图：