C++提高编程（四）—— STL函数对象

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1. 函数对象

1.1 函数对象概念

  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。

1.2 函数对象使用

  特点： 1. 函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用，可以有参数，可以有返回值；
      2. 函数对象超出普通函数的概念，函数对象可以有自己的状态；
      3. 函数对象可以作为参数传递。

  实例如下所示。

#include
using namespace std;
#include

//函数对象（仿函数）
/*
  1. 函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用，可以有参数，可以有返回值；
  2. 函数对象超出普通函数的概念，函数对象可以有自己的状态；
  3. 函数对象可以作为参数传递。
*/

//1. 函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用，可以有参数，可以有返回值
class MyAdd
{
public:
	int operator()(int v1, int v2)
	{
		return v1 + v2;
	}
};

void test01()
{
	MyAdd myAdd;
	cout << myAdd(10, 10) << endl;
}

//2. 函数对象超出普通函数的概念，函数对象可以有自己的状态
class MyPrint
{
public:
	MyPrint()
	{
		this->count = 0;
	}
	void operator()(string test)
	{
		cout << test << endl;
		this->count++;
	}
	int count;  //内部自己状态
};

void test02()
{
	MyPrint myPrint;
	myPrint("Hello World!");
	myPrint("Hello World!"); 
	myPrint("Hello World!");

	cout << "myPrint调用的次数为：" << myPrint.count << endl;
}

//3. 函数对象可以作为参数传递
void doPrint(MyPrint &mp, string test)
{
	mp(test);
}

void test03()
{
	MyPrint myPrint;
	doPrint(myPrint, "Hello C++!");
}

int main()
{
	test01();
	test02();
	test03();

	system("pause");

	return 0;
}

20
Hello World!
Hello World!
Hello World!
myPrint调用的次数为：3
Hello C++!

  总结： 仿函数写法非常灵活，可以作为参数进行传递。

2. 谓词

2.1 谓词概念

  概念：

• 返回bool类型的仿函数称为谓词；
• 如果operator()接受一个参数，那么叫做一元谓词；
• 如果operator()接受两个参数，那么叫做二元谓词。

2.2 一元谓词

  实例如下所示。

#include
using namespace std;
#include
#include

//仿函数返回值类型是bool数据类型，称为谓词
//一元谓词

class  GreaterFive
{
public:
	bool operator()(int val)  //一元谓词:仿函数返回值类型是bool数据类型，且只有一个参数val
	{
		return val > 5;
	}
};

void test01()
{
	vector<int>v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}
	//查找容器中有没有大于5的数字
	vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(),GreaterFive());  //GreaterFive()为匿名函数对象
	if (it == v.end())
	{
		cout << "未找到大于5的数字！" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "找到了大于5的数字：" << *it << endl;
	}
}

int main()
{
	test01();

	system("pause");

	return 0;
} 

找到了大于5的数字：6

  总结： 参数只有一个的谓词，称为一元谓词。

2.3 二元谓词

  实例如下所示。

#include
using namespace std;
#include
#include

//二元谓词

class MyCompare
{
public:
	bool operator()(int val1, int val2)  //二元谓词
	{
		return val1 > val2;
	}
};

void test01()
{
	vector<int>v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(40);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(50);

	cout << "升序排列：" << endl;
	sort(v.begin(), v.end());
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;

	cout << "---------------------" << endl;

	//使用对象函数改变算法策略，变为降序
	cout << "降序排列：" << endl;
	sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

 升序排列：
 10 20 30 40 50
 ---------------------
 降序排列：
 50 40 30 20 10

  总结： 参数只有两个的谓词，称为二元谓词。

3. 内建函数对象

3.1 内建函数对象意义

  概念： STL内建了一些函数对象。

  分类: 1. 算术仿函数
       2. 关系仿函数
       3. 逻辑仿函数

  用法： 1. 这些仿函数所产生的对象，用法和一般函数完全相同；
      2. 使用内建函数对象，需要引入头文件#include。

3.2 算术仿函数

  功能描述： 实现四则运算。其中negate是一元运算，其他都是二元运算。

  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    //除法仿函数
• template T modulus    //取模仿函数
• template T negate    //取反仿函数

  实例如下所示。

#include
using namespace std;
#include  //内建函数对象头文件

//算数仿函数：
//1. negate 一元仿函数 取反仿函数
void test01()
{
	negate<int>n;
	cout << n(50) << endl;
}

//2. plus 二元仿函数 加法
void test02()
{
	plus<int>p;
	cout << p(10,20) << endl;
}

int main()
{
	test01();
	test02();

	system("pause");

	return 0;
}

-50
30

  总结： 使用内建函数对象时，需要引入头文件 #include 。

3.3 关系仿函数

  功能描述： 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

  实例如下所示。

#include
using namespace std;
#include 
#include
#include  //内建函数对象头文件

//关系仿函数：大于greater<>

void test01()
{
	vector<int>v;

	v.push_back(10);
	v.push_back(30);
	v.push_back(40);
	v.push_back(20);
	v.push_back(50);

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

	//降序
	sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());  //greater()为内建函数对象，相当于自己写的实现降序排序规则的仿函数
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

10 30 40 20 50
50 40 30 20 10

  总结： 关系仿函数中最常用的就是greater<>大于。

3.4 逻辑仿函数

  功能描述： 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

  实例如下所示。

#include
using namespace std;
#include 
#include
#include  //内建函数对象头文件

//逻辑仿函数：logical_not 逻辑非

void test01()
{
	vector<bool>v;

	v.push_back(true);
	v.push_back(false);
	v.push_back(true);
	v.push_back(false);

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

	//利用逻辑非将容器v搬运到容器v2中，并执行取反操作
	vector<bool>v2;
	v2.resize(v.size());  //将v2的大小扩大到和v一样大

	transform(v.begin(), v.end(), v2.begin(), logical_not<bool>());

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

int main()
{
	test01();

	system("pause");

	return 0;
}

1 0 1 0
0 1 0 1

  总结： 逻辑仿函数实际应用较少，了解即可。

4. 总结