C++中的函子

什么是函子？

函子（Functor）是一个把其他对象当作函数来使用的对象，它可以像函数一样被调用。在C++中，函子是一个实现了函数调用运算符（operator()）的类。

函数对象和函子

函数对象是一种可调用对象，它是一个类的实例。这个类必须实现函数调用运算符。函子是函数对象的一种，也可以称为可调用对象或函数器。

使用函子的好处

使用函子可以使代码更加灵活和抽象。通过传递一个可调用对象作为参数，我们可以在运行时改变代码行为。同时，函子可以用于泛型编程，使得代码更加通用。

C++中的函子实现方式

C++中实现函子的方式有两种：

1. 通过函数调用运算符实现

class Functor {
public:
    int operator()(int a, int b) const {
        return a + b;
    }
};

在这个例子中，我们定义了一个函子（Functor），它有一个函数调用运算符（operator()），它接受两个整数参数并返回它们的和。

我们可以像使用普通函数一样调用它：

Functor f;
int result = f(1, 2);  // result = 3

2. 通过重载函数调用运算符实现

class Add {
public:
    int operator()(int a, int b) const {
        return a + b;
    }
};

class Subtract {
public:
    int operator()(int a, int b) const {
        return a - b;
    }
};

在这个例子中，我们定义了两个函子（Add和Subtract），它们都有一个重载的函数调用运算符（operator()），它们分别实现了加法和减法运算。

我们可以像使用普通函数一样调用它们：

Add add;
Subtract subtract;
int result1 = add(1, 2);  // result1 = 3
int result2 = subtract(1, 2);  // result2 = -1

使用标准库中的函子

C++标准库中提供了许多内置的函子，它们通常定义在functional头文件中。以下是一些常用的函子：

• plus：实现加法运算（二元运算）
• minus：实现减法运算（二元运算）
• multiplies：实现乘法运算（二元运算）
• divides：实现除法运算（二元运算）
• modulus：实现取模运算（二元运算）
• equal_to：判断两个值是否相等（二元运算）
• not_equal_to：判断两个值是否不相等（二元运算）
• greater：判断第一个值是否大于第二个值（二元运算）
• less：判断第一个值是否小于第二个值（二元运算）
• greater_equal：判断第一个值是否大于等于第二个值（二元运算）
• less_equal：判断第一个值是否小于等于第二个值（二元运算）
• logical_and：逻辑与（二元运算）
• logical_or：逻辑或（二元运算）
• logical_not：逻辑非（一元运算）

我们可以将这些函子作为参数传递给标准库算法函数，如sort、find、for_each等。

vector<int> v = {3, 2, 1};
sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());  // v = {3, 2, 1}

vector<int> v1 = {1, 2, 3};
vector<int> v2 = {3, 2, 1};
vector<int> v3(v1.size());
transform(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v3.begin(), plus<int>());  // v3 = {4, 4, 4}

总结

函子是一个实现了函数调用运算符的类，它可以像函数一样被调用。使用函子可以使代码更加灵活和抽象，同时也可以用于泛型编程，使得代码更加通用。C++标准库中提供了许多内置的函子，它们可以作为参数传递给标准库算法函数。