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从零开始学C++之STL（八）：函数对象、函数对象与容器、函数对象与算法

作者：weixin_40725706 | 2024-05-18 20:05:44

踩

从零开始学c++之stl(八):

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

   C++ Code 
 

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#include<iostream>
using namespacestd;
classCFunObj
{
public:
void operator()()
{
cout<< "hello,functionobject!"<<endl;
}
};
intmain()
{
CFunObjfo;
fo();
CFunObj()();
return 0;
}

注意：CFunObj()(); 表示先构造一个匿名对象，再调用operator();

三、函数对象与容器

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：

   C++ Code 
 

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//TEMPLATECLASSmap
template< class_Kty,
class_Ty,
class_Pr=less<_Kty>,
class_Alloc=allocator<pair< const_Kty,_Ty>>>
classmap
: public_Tree<_Tmap_traits<_Kty,_Ty,_Pr,_Alloc, false>>
{
//orderedred-blacktreeof{key,mapped}values,uniquekeys
};

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：

   C++ Code 
 

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//TEMPLATESTRUCTless
template< class_Ty>
structless
: publicbinary_function<_Ty,_Ty, bool>
{
//functorforoperator<
bool operator()( const_Ty&_Left, const_Ty&_Right) const
{
//applyoperator<tooperands
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，如下面例程所示：

   C++ Code 
 

#include<map>
#include<string>
#include<iostream>

using namespacestd;

structMyGreater
{
bool operator()( intleft, intright)
{
returnleft>right;
}
};

intmain( 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_iteratorit=mapTest.begin();it!=mapTest.end();++it)
{
cout<<it->first<< ""<<it->second<<endl;
}

return 0;
}

输出为：

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。

四、函数对象与算法

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：

   C++ Code 
 

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#include<vector>
#include<string>
#include<iostream>
#include<algorithm>

using namespacestd;

voidPrintFun( intn)
{
cout<<n<< '';
}

voidAdd3( int&n)
{
n+= 3;
}

classPrintObj
{
public:
void operator()( intn)
{
cout<<n<< '';
}
};

classAddObj
{
public:
AddObj( intnumber):number_(number)
{

}
void operator()( int&n)
{
n+=number_;
}

private:
intnumber_;
};

classGreaterObj
{
public:
GreaterObj( intnumber):number_(number)
{

}
bool operator()( intn)
{
returnn>number_;
}
private:
intnumber_;
};

intmain( void)
{
inta[]={ 1, 2, 3, 4, 5};
vector< int>v(a,a+ 5);

/*for_each(v.begin(),v.end(),PrintFun);
cout<<endl;*/

for_each(v.begin(),v.end(),PrintObj());
cout<<endl;

/*for_each(v.begin(),v.end(),Add3);
for_each(v.begin(),v.end(),PrintFun);
cout<<endl;*/

for_each(v.begin(),v.end(),AddObj( 5));
for_each(v.begin(),v.end(),PrintFun);
cout<<endl;

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

回顾for_each 的源码，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内置的函数对象类

参考：

C++ primer 第四版
Effective C++ 3rd
C++编程规范

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