C++提高编程 函数对象基本使用

## 4 STL- 函数对象

### 4.1 函数对象

#### 4.1.1 函数对象概念

**概念：**

* 重载**函数调用操作符**的类，其对象常称为**函数对象**
* **函数对象**使用重载的()时，行为类似函数调用，也叫**仿函数**



**本质：**

函数对象(仿函数)是一个**类**，不是一个函数



#### 4.1.2  函数对象使用

**特点：**

* 函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用, 可以有参数，可以有返回值
* 函数对象超出普通函数的概念，函数对象可以有自己的状态
* 函数对象可以作为参数传递

#include <string>

//1、函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用, 可以有参数，可以有返回值
class MyAdd
{
public :
    int operator()(int v1,int v2)
    {
        return v1 + v2;
    }
};

void test01()
{
    MyAdd myAdd;
    cout << myAdd(10, 10) << endl;
}

//2、函数对象可以有自己的状态
class MyPrint
{
public:
    MyPrint()
    {
        count = 0;
    }
    void operator()(string test)
    {
        cout << test << endl;
        count++; //统计使用次数
    }

    int count; //内部自己的状态
};
void test02()
{
    MyPrint myPrint;
    myPrint("hello world");
    myPrint("hello world");
    myPrint("hello world");
    cout << "myPrint调用次数为： " << myPrint.count << endl;
}

//3、函数对象可以作为参数传递
void doPrint(MyPrint &mp , string test)
{
    mp(test);
}

void test03()
{
    MyPrint myPrint;
    doPrint(myPrint, "Hello C++");
}

int main() {

    //test01();
    //test02();
    test03();

    system("pause");

    return 0;
}

#### 4.2.2 一元谓词

**示例：**

```C++
#include <vector>
#include <algorithm>

//1.一元谓词
struct GreaterFive{
    bool operator()(int val) {
        return val > 5;
    }
};

void test01() {

    vector<int> v;
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        v.push_back(i);
    }

    vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());
    if (it == v.end()) {
        cout << "没找到!" << endl;
    }
    else {
        cout << "找到:" << *it << endl;
    }

}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}
```

总结：参数只有一个的谓词，称为一元谓词

#### 4.2.3 二元谓词

**示例：**

```C++
#include <vector>
#include <algorithm>
//二元谓词
class MyCompare
{
public:
    bool operator()(int num1, int num2)
    {
        return num1 > num2;
    }
};

void test01()
{
    vector<int> v;
    v.push_back(10);
    v.push_back(40);
    v.push_back(20);
    v.push_back(30);
    v.push_back(50);

    //默认从小到大
    sort(v.begin(), v.end());
    for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
    cout << "----------------------------" << endl;

    //使用函数对象改变算法策略，排序从大到小
    sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());
    for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}
```

总结：参数只有两个的谓词，称为二元谓词

### 4.3 内建函数对象

#### 4.3.1 内建函数对象意义

**概念：**

* STL内建了一些函数对象



**分类:**

* 算术仿函数

* 关系仿函数

* 逻辑仿函数

**用法：**

* 这些仿函数所产生的对象，用法和一般函数完全相同
* 使用内建函数对象，需要引入头文件 `#include<functional>`







#### 4.3.2 算术仿函数

**功能描述：**

* 实现四则运算
* 其中negate是一元运算，其他都是二元运算



**仿函数原型：**

* `template<class T> T plus<T>`                //加法仿函数
* `template<class T> T minus<T>`              //减法仿函数
* `template<class T> T multiplies<T>`    //乘法仿函数
* `template<class T> T divides<T>`         //除法仿函数
* `template<class T> T modulus<T>`         //取模仿函数
* `template<class T> T negate<T>`           //取反仿函数



**示例：**

```C++
#include <functional>
//negate
void test01()
{
    negate<int> n;
    cout << n(50) << endl;
}

//plus
void test02()
{
    plus<int> p;
    cout << p(10, 20) << endl;
}

int main() {

    test01();
    test02();

    system("pause");

    return 0;
}
```

总结：使用内建函数对象时，需要引入头文件 `#include <functional>`

#### 4.3.3 关系仿函数

**功能描述：**

- 实现关系对比



**仿函数原型：**

* `template<class T> bool equal_to<T>`                    //等于
* `template<class T> bool not_equal_to<T>`            //不等于
* `template<class T> bool greater<T>`                      //大于
* `template<class T> bool greater_equal<T>`          //大于等于
* `template<class T> bool less<T>`                           //小于
* `template<class T> bool less_equal<T>`               //小于等于



**示例：**

```C++
#include <functional>
#include <vector>
#include <algorithm>

class MyCompare
{
public:
    bool operator()(int v1,int v2)
    {
        return v1 > v2;
    }
};
void test01()
{
    vector<int> v;

    v.push_back(10);
    v.push_back(30);
    v.push_back(50);
    v.push_back(40);
    v.push_back(20);

    for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;

    //自己实现仿函数
    //sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());
    //STL内建仿函数  大于仿函数
    sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());

    for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}
```

总结：关系仿函数中最常用的就是greater<>大于

#### 4.3.4 逻辑仿函数

**功能描述：**

- 实现逻辑运算



**函数原型：**

* `template<class T> bool logical_and<T>`              //逻辑与
* `template<class T> bool logical_or<T>`                //逻辑或
* `template<class T> bool logical_not<T>`              //逻辑非



**示例：**

```C++
#include <vector>
#include <functional>
#include <algorithm>
void test01()
{
    vector<bool> v;
    v.push_back(true);
    v.push_back(false);
    v.push_back(true);
    v.push_back(false);

    for (vector<bool>::iterator it = v.begin();it!= v.end();it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;

    //逻辑非  将v容器搬运到v2中，并执行逻辑非运算
    vector<bool> v2;
    v2.resize(v.size());
    transform(v.begin(), v.end(),  v2.begin(), logical_not<bool>());
    for (vector<bool>::iterator it = v2.begin(); it != v2.end(); it++)
    {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}

int main() {

    test01();

    system("pause");

    return 0;
}
```

总结：逻辑仿函数实际应用较少，了解即可