C++仿函数使用讲解

一、问题

先考虑一个简单的例子:假设有一个vector<string>,你的任务是统计长度小于 5 的string的个数,如果使用count_if函数的话,你的代码可能长成这样:

//统计长度小于5的string的个数
 bool LengthIsLessThanFive(const string& str) {
      return str.length()<5;    
 }
int main()
 {	
         vector<string> vec = { "asdd","asddsa","dssa","asd" };
	 int res1 = count_if(vec.begin(), vec.end(), LengthIsLessThanFive);
}

其中count_if函数的第三个参数是一个函数指针,返回一个bool类型的值。

一般的,如果需要将任意长度的参数也传入的话,我们可能将函数写成这样:

//统计长度小于len的string的个数
 bool LengthIsLessThanFive(const string& str, int len) {
      return str.length()< len;
 }

这个函数看起来比前面一个版本更具有一般性,但是它不能满足count_if函数的参数要求:

count_if要求的是仅带有一个参数的函数指针作为它的最后一个参数,编译器会报错

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所以问题来了,怎么样找到以上两个函数的一个折中的解决方案呢?

二、一般的解决方案

我们考虑用一个全局变量

int maxLength=5;

 //统计长度小于len的string的个数
 bool LenthIsLessThanCustom(const string& str) {
	     return str.length() < maxLength;
	 
 }

这段代码看似很不错,实则不符合规范,更重要的是,它不优雅。原因有以下几点要考虑:

1、容易出错;

为什么这么说呢,我们必须先初始化maxLength的值,才能继续接下来的工作,如果我们忘了,则可能无法得到正确答案。此外,变量maxLength和函数LengthIsLessThan之间是没有必然联系的,编译器无法确定在调用该函数前是否将变量初始化,给码农平添负担。

2、没有可扩展性;

如果我们每遇到一个类似的问题就新建一个全局变量,尤其是多人合作写代码时,很容易引起命名空间污染(namespace polution)的问题;当范围域内有多个变量时,我们用到的可能不是我们想要的那个。

3、全局变量的问题;

每当新建一个全局变量,即使是为了coding的便利,我们也要知道我们应该尽可能的少使用全局变量,因为它的cost很高;而且可能暗示你这里有一些待解决的优化方案。

三、新的解决方案——仿函数

如果我们不用全局变量,改如何解决这个问题?

先来看仿函数的通俗定义:

仿函数(functor)又称为函数对象(function object)。是一个能行使函数功能的类。仿函数的语法几乎和我们普通的函数调用一样,不过作为仿函数的类,都必须重载operator()运算符,举个例子:

class Func {
 public:
	 void operator() (const string& str) const {
		 cout << str << endl;
	 }

 };
int main()
 {
	 Func myFunc;
	 myFunc("helloworld!");
}

仿函数其实是使用成员函数的方式解决这个问题,因为成员函数可以很自然的访问成员变量

所以,对count_if问题

struct ShorterThan {
 public:
	 explicit ShorterThan(int maxLength) : length(maxLength) {}
	 bool operator() (const string& str) const {
		 return str.length() < length;

	 }
 private:
	 const int length;

 };
;

 int main()
 {
	

	 vector<string> vec = { "asdd","asddsa","dssa","asd" };
	 int res3 = count_if(vec.begin(), vec.end(), ShorterThan(5));
	 cout << res3 << endl;
}

另一个例子,比较大小

template<typename T> struct comp
 {
	 bool operator()(T in1, T in2) const
	 {
		 return (in1 > in2);
	 }
 };


 int main()
 {
    comp<int> m_comp_objext;
    cout << m_comp_objext(6, 3) << endl;     //一、使用对象调用
    cout << comp<int>()(6, 3) << endl;       //二、使用临时对象
    return 0;
}

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解释:其中第一种用法比较为大家所熟悉。 comp<int> m_comp_objext的意思是产生一个名为m_comp_objext的对象,m_comp_objext(6,3)则是调用其 operator(),并给予两个参数6,3。第二种用法中的 comp<int>()意思是产生一个临时(无名的)对象,之后的(6,3)才是指定两个参数6,3。

参考:

C 仿函数详解

C 仿函数和函数适配器的使用详解

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