C++进阶教程- 仿函数

约定不等于承诺〃 2022-12-22 10:00 357阅读 0赞

## 为什么要有仿函数 ##

我们先来看一个例子：

#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 IsGreatThanTen(int num)
    { 
    	return num > 10 ? true : false;
    }
    
    int main()
    { 
    	int a[5] = { 10, 100, 11, 5, 19};
    	int result = RecallFunc(a, a + 4, IsGreatThanTen);
    	cout << result << endl;
    	
    	return 0;
    }

上述代码解释如下：

*  RecallFunc是一个三参函数，其中第三个参数是一个函数指针（指向函数地址的指针）。
 *  for (int \*i = start; i != end + 1; ++i) 类似迭代器功能的for循环。
 *  count = pf(\*i) ? count + 1 : count C++独有的三目条件语句，条件表达式pf(\*i)是函数指针调用方式，返回一个bool值。

总的来说，上面就是一个用于判断数组a中的所有元素中有多少个大于10的元素总数。功能相对简单，大家一看就明白。现在，我们实现一个扩展功能：给定一个基准数b，判断a中有多少个元素比这个基准数b大？如果要在这个代码的基础上进行改进，该怎么做呢？

简单一点的做法是定义一个全局变量存放基准数值，在比较函数内部（也就是IsGreatThanTen)中将10改为基准数即可。C++程序设计讲究简洁高效，为了一个只在单一函数里使用的值而定义一个全局变量，这会造成全局命名污染，万一这个变量已经被团队中其他人定义了呢？

我们来看看使用仿函数是怎么解决这个问题的。

## 仿函数是什么 ##

仿函数实际上不是函数，而是一个函数对象，既然是对象，肯定是类定义形成的。仿函数通过在内部重载()操作符来实现类似与函数调用的功能。

示例：

class StringAppend
    { 
    public:
    	explicit StringAppend(const string& str): ss(str){ }
    	void operator() (const string& str)
    	{ 
    		cout << str << ' ' << ss << endl;
    	}
    
    private:
    	string ss;
    };
    
    int main()
    { 
    	StringAppend myStr("and world!");
    	myStr("Hello"); // 这里使用了 operator ()这个重载操作符()
    
    	return 0;
    }
    
    // 打印输出： Hello and world!

通过这个例子，大家应该知道了，C++中是通过类重载operator()来实现类似与函数调用的功能，所以这种对象称为函数对象，也叫做仿函数。

## 问题答案 ##

现在，我们可以使用仿函数来解决上面提到的基准值的问题，直接上代码：

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    class IsGreatThanThresholdFunctor
    { 
    public:
    	explicit IsGreatThanThresholdFunctor(int tmp_threshold): m_threshold(tmp_threshold) { }
    	bool operator() (int num) const
    	{ 
    		return num > m_threshold ? true : false;
    	}
    
    private:
    	int m_threshold;
    };
    
    int RecallFunc(int *start, int *end, IsGreatThanThresholdFunctor 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, IsGreatThanThresholdFunctor(10));
    	cout << result << endl;
    
    	return 0;
    }

OK,仿函数大家应该会用了吧。