C++中的仿函数介绍

仿函数

常见场景

当需要将函数作为一个参数传递进另一个函数时，可以使用函数指针。例如下面的例子：

假设我们现在有一个数组，数组中存有任意数量的数字，我们希望能够统计出这个数组中大于 10 的数字的数量，你的代码很可能是这样的：

#include <iostream>
using namespace std;

int RecallFunc(int *start, int *end, bool (*pf)(int))
{
    int count=0;
    for(int *i=start;i!=end+1;i++)
    {
    	count = pf(*i) ? count+1 : count;
    }
    return count;
}

bool IsGreaterThanTen(int num)
{
	return num>10 ? true : false;
}

int main()
{
	int a[5] = {10,100,11,5,19};
    int result = RecallFunc(a,a+4,IsGreaterThanTen);
    cout<<result<<endl;
    return 0;
}

但是，如果此时希望将判定的阈值也作为一个变量传入，变为如下函数就不可行了

bool IsGreaterThanThreshold(int num, int threshold) 
{
	return num>threshold ? true : false;
}

虽然这个函数看起来比前面一个版本更具有一般性，但是它不能满足已经定义好的函数指针参数的要求，因为函数指针参数的类型是bool (*)(int)，与函数bool IsGreaterThanThreshold(int num, int threshold)的类型不相符。如果一定要完成这个任务，按照以往的经验，我们可以考虑如下可能途径：

（1）阈值作为函数的局部变量。局部变量不能在函数调用中传递，故不可行；（2）函数传参。这种方法我们已经讨论过了，多个参数不适用于已定义好的 RecallFunc() 函数。（3）全局变量。我们可以将阈值设置成一个全局变量。这种方法虽然可行，但是不优雅，且非常容易引入 Bug，比如全局变量容易同名，造成命名空间污染。

那么有什么好的处理方法呢？仿函数应运而生。

用法

编程者要将某种“操作”当做算法的参数，一般有两种方法：

（1）一个办法就是先将该“操作”设计为一个函数，再将函数指针当做算法的一个参数。上面的实例就是该做法；（2）将该“操作”设计为一个仿函数（就语言层面而言是个 class），再以该仿函数产生一个对象，并以此对象作为算法的一个参数。

仿函数写法：写一个简单类，除了维护类的基本成员函数外（struct也可），只需要重载 operator() 运算符 。这样既可以免去对一些公共变量的维护，也可以使重复使用的代码独立出来，以便下次复用。

示例

struct Mycmp {
    bool operator () (vector<int> &a, vector<int> &b)
    {
        return a[1] > b[1];
    }
};

#include <iostream>
using namespace std;

class IsGreaterThanThresholdFunctor
{
public:
	explicit IsGreaterThanThresholdFunctor(int t):threshold(t){}
	bool operator() (int num) const
	{
		return num > threshold ? true : false;
	}
private:
	const int threshold;
};

int RecallFunc(int *start, int *end, IsGreaterThanThresholdFunctor myFunctor)
{
	int count = 0;
	for (int *i = start; i != end + 1; i++)
	{
		count = myFunctor(*i) ? count + 1 : count;
	}
	return count;
}

int main()
{
	int a[5] = {10,100,11,5,19};
	int result = RecallFunc(a, a + 4, IsGreaterThanThresholdFunctor(10));
	cout << result << endl;
}

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