C++ Primer 学习笔记_52_STL剖析（七）：函数对象、自定义函数对象、 函数对象与容器、函数对象与算法、STL中内置的函数对象
一、函数对象
1、函数对象（function object）也称为仿函数（functor）
2、一个行为类似函数的对象，它可以没有参数，也可以带有若干参数。
3、任何重载了调用运算符operator()的类的对象都满足函数对象的特征
4、函数对象可以把它称之为smart function。
5、STL中也定义了一些标准的函数对象，如果以功能划分，可以分为算术运算、关系运算、逻辑运算三大类。为了调用这些标准函数对象，需要包含头文件<functional>。
二、自定义函数对象
#include <iostream>
using namespace std;
class CFunObj
{
public:
void operator()()
{
cout << "hello!" << endl;
}
void operator()(int n)
{
cout << "hello2!" << endl;
}
};
int main()
{
CFunObj fo;
fo(); //类对象使用起来类似于函数，则认为是函数对象
fo(1);
CFunObj()();
return 0;
}
注意：CFunObj()(); 表示先构造一个匿名对象，再调用operator();
fo(); //类对象使用起来类似于函数，则认为是函数对象
三、函数对象与容器
1、示例
#include <map>
#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;
struct MyGreater
{
bool operator()(int left, int right)
{
return left > right;
}
};
int main(void)
{
map < int, string, /*greater<int> */MyGreater > mapTest;
mapTest.insert(map<int, string>::value_type(1, "aaaa"));
mapTest.insert(map<int, string>::value_type(3, "cccc"));
mapTest.insert(map<int, string>::value_type(2, "bbbb"));
for (map < int, string, /*greater<int> */MyGreater >::const_iterator it = mapTest.begin(); it != mapTest.end(); ++it)
{
cout << it->first << " " << it->second << endl;
}
return 0;
}
运行结果：
3 cccc
2 bbbb
1 aaaa
MyGreater 类并不是以模板实现，只是比较key 值为int 类型的大小。
2、源代码分析
在这边举map 容器的例子，大家都知道map 在插入元素的时候会自动排序，默认是根据key 从小到大排序，看map 的定义：
// TEMPLATE CLASS map
template < class _Kty,
class _Ty,
class _Pr = less<_Kty>,
class _Alloc = allocator<pair<const _Kty, _Ty> > >
class map
: public _Tree<_Tmap_traits<_Kty, _Ty, _Pr, _Alloc, false> >
{
// ordered red-black tree of {key, mapped} values, unique keys
};
假设现在我们这样使用 map< int, string > mapTest; 那么默认的第三个参数 _Pr = less<int>，再者，map 继承的其中一个类 _Tmap_traits 中有个成员： _Pr comp;// the comparator predicate for keys
跟踪进insert 函数，其中有这样一句：
if (_DEBUG_LT_PRED(this->comp, _Key(_Where._Mynode()), this->_Kfn(_Val)))
已知 #define _DEBUG_LT_PRED(pred, x, y) pred(x, y) 很明显地，comp 在这里当作函数对象使用，传入两个参数，回头看less 类的模板实现：
// TEMPLATE STRUCT less
template<class _Ty>
struct less
: public binary_function<_Ty, _Ty, bool>
{
// functor for operator<
bool operator()(const _Ty &_Left, const _Ty &_Right) const
{
// apply operator< to operands
return (_Left < _Right);
}
};
即实现了operator() 函数，左操作数小于右操作数时返回为真。
我们也可以在定义的时候传递第三个参数，如map< int, string, greater<int> > mapTest; 则插入时按key 值从大到小排序（less, greater 都是STL内置的类，里面实现了operator() 函数），甚至也可以自己实现一个类传递进去，如上面例程所示。
四、函数对象与算法
1、示例
在STL一些算法中可以传入函数指针，实现自定义比较逻辑或者计算，同样地这些函数也可以使用函数对象来代替，直接看例程再稍作分析：
#include <vector>
#include <string>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
void PrintFun(int n)
{
cout << n << ' ';
}
void Add3(int &n)
{
n += 3;
}
class PrintObj
{
public:
void operator()(int n)
{
cout << n << ' ';
}
};
/*
//+3 的简单实现
class AddObj
{
public:
void operator()(int &n)
{
n += 3;
}
};
*/
class AddObj
{
public:
AddObj(int number) : number_(number)
{
}
void operator()(int &n)
{
n += number_;
}
private:
int number_;
};
/*
//>3 的简单实现
class GreaterObj
{
public:
bool operator()(int n)
{
return n > 3;
}
};
*/
class GreaterObj
{
public:
GreaterObj(int number) : number_(number)
{
}
bool operator()(int n)
{
return n > number_;
}
private:
int number_;
};
int main(void)
{
int a[] = {1, 2, 3, 4, 5};
vector<int> v(a, a + 5);
/*for_each(v.begin(), v.end(), PrintFun); //for_each通过函数指针实现
cout<<endl;*/
for_each(v.begin(), v.end(), PrintObj()); //for_each通过函数对象代替
cout << endl;
/*for_each(v.begin(), v.end(), Add3); //+3，通过函数指针实现
for_each(v.begin(), v.end(), PrintFun);
cout<<endl;*/
//for_each(v.begin(), v.end(), AddObj()); //+3，通过函数对象代替
for_each(v.begin(), v.end(), AddObj(5)); //+5，通过函数对象代替
for_each(v.begin(), v.end(), PrintFun);
cout << endl;
//cout << count_if(a, a + 5, GreaterObj()) << endl; //计算大于3的元素个数
cout << count_if(a, a + 5, GreaterObj(3)) << endl; //计算大于3的元素个数
return 0;
}
输出为：
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
2
回顾《48_STL剖析（五）》，其中有这样一句： _Func(*_ChkFirst); 也就是将遍历得到的元素当作参数传入函数。
上面程序使用了函数对象，实际上可以这样理解 PrintObj()(*_ChkFirst); 即 PrintObj() 是一个匿名的函数对象，传入参数，调用了operator() 函数进行打印输出。使用函数对象的好处是比较灵活，比如直接使用函数Add3，那么只能将元素加3，而使用函数对象Addobj(x), 想让元素加上多少就传递给Addobj类，构造一个对象即可，因为它可以保存一种状态（类成员）。
count_if 中的 GreaterObj(3) 就类似了，将遍历的元素当作参数传递给operator(), 即若元素比3大则返回为真。
五、STL中内置的函数对象
参考：
C++ primer 第四版
Effective C++ 3rd
C++编程规范