Functor仿函数

转载声明：本文转自网络，稍加整理以备学习和參考之用。

函数对象/仿函数

提到C++ STL。首先被人想到的是它的三大组件：Containers, Iterators, Algorithms，即容器，迭代器和算法。容器为用户提供了经常使用的数据结构，算法大多是独立于容器的经常使用的基本算法，迭代器是由容器提供的一种接口。算法通过迭代器来操控容器。接下来要介绍的是另外的一种组件。函数对象（Function
Object，JJHou译作Functor仿函数）。

什么是函数对象

　　顾名思义，函数对象首先是一个对象，即某个类的实例。

其次，函数对象的行为和函数一致，即是说能够像调用函数一样来使用函数对象，如參数传递、返回值等。

这样的行为是通过重载类的()操作符来实现的，

仿函数：用途和适用的场合

　　之所以要开发仿函数（functors），是由于函数不能容纳不论什么有意义的状态。

比如。使用函数，你不能为某个元素加一个随意值。再将其应用于一个范围。可是，使用仿函数可轻易做到这一点。

举个栗子。。。





#include <iostream>

#include <algorithm>

using namespace std;

//回调函数

void call_back(char elem)

{

 cout << elem << endl;

}

//仿函数

struct Functor

{

 void operator() (char elem) 

 {

  cout << elem << endl;

 } 

};

int main()

{

 string strA = "hello";

 string strB = "world";

  

 for_each(strA.begin(),strA.end(),Functor());

 cout<<"===========GAP==============="<<endl;

 for_each(strB.begin(),strB.end(),call_back);

 getchar();

 return 0;

}

h

e

l

l

o

===========GAP===============

w

o

r

l

d

可能会有疑问两者有什么差别？

假如我要for_each遍历的不是字符串而是int类型的vector呢?

是不是又要重写一个int类型作为參数的回调函数,那假设有N种类型的容器遍历岂不是要写N个回调函数或N个仿函数类？

非也!!!

C++有类模板 也有 函数模板 相同能够用于回调

?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

#include <iostream> #include <algorithm> #include <vector> using namespace std; //模板函数 template<typename T> void call_back(T elem) {   cout<< elem <<endl; } //仿函数 template<typename T> class Functor { public:  Functor()   :m_val(0)  {   cout<< "Functor()" <<endl;  }  ~Functor()  {   cout<<"~Functor()"<<endl;  }  void operator() (T elem)   {   Do(elem);  }     //举个栗子  void Do(T elem)  {   m_val+=elem;   cout<<elem<<"/"<<m_val<<endl;  } private:  T m_val; };    int main() {  vector<int> vec;  vec.push_back(1);  vec.push_back(2);  vec.push_back(3);  vec.push_back(4);  vec.push_back(5);  for_each(vec.begin(),vec.end(),call_back<int>);  cout<<"===========GAP==============="<<endl;   for_each(vec.begin(),vec.end(),Functor<int>());  return 0; }

1

2

3

4

5

===========GAP===============

Functor()

1/1

2/3

3/6

4/10

5/15

~Functor()

~Functor()

~Functor()

三次析构的原因:

先附上for_each的源代码(VC2008)

?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

template<class _InIt,class _Fn1> inline _Fn1 for_each(_InIt _First, _InIt _Last, _Fn1 _Func) { // perform function for each element  _DEBUG_RANGE(_First, _Last);  _DEBUG_POINTER(_Func);  _CHECKED_BASE_TYPE(_InIt) _ChkFirst(_CHECKED_BASE(_First));  _CHECKED_BASE_TYPE(_InIt) _ChkLast(_CHECKED_BASE(_Last));  for (; _ChkFirst != _ChkLast; ++_ChkFirst)   _Func(*_ChkFirst);  return (_Func); }

?

1 2 3 4 5

Functor<int>() 产生暂时对象传參(值) 构造一次,析构一次  for_each參数值传递,拷贝构造一次,析构一次(函数内部) for_each返回仿函数的对象(值),拷贝构造一次,析构一次 由于没有重载拷贝构造函数 所以打印出第一次创建暂时对象时的普通构造函数 实际上在这个过程中一共产生过三个仿函数对象

假设把代码改变下:

?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57

#include <iostream> #include <algorithm> #include <vector> using namespace std;   template<typename T> class Functor { public:  Functor()   :m_val(0)  {   cout<< "Functor()"<<this<<endl;  }  Functor(Functor& that)  {   this->m_val = that.m_val;   cout<< "Copy Functor()" <<this<<endl;  }  ~Functor()  {   cout<<"~Functor()"<<this<<endl;  }  void operator() (T elem)   {   Do(elem);  }     //举个栗子  void Do(T elem)  {   m_val+=elem;   cout<<elem<<"/"<<m_val<<endl;  }  T getVal()  {   return m_val;  } private:  T m_val; };    int main() {  vector<int> vec;  vec.push_back(1);  vec.push_back(2);  vec.push_back(3);  vec.push_back(4);  vec.push_back(5);    Functor<int> func;  Functor<int>& ref = for_each(vec.begin(),vec.end(),func);  cout<<ref.getVal()<<endl;     return 0; }

执行结果

Functor()0032F800           //main函数中的实參仿函数对象

Copy Functor()0032F68C  //值传递 对【实參对象】拷贝构造了形參对象

1/1

2/3

3/6

4/10

5/15

Copy Functor()0032F7E8 //返回对象的值类型  对【形參对象】拷贝构造

~Functor()0032F68C       //析构形參对象

15

~Functor()0032F7E8       //析构返回值对象

~Functor()0032F800      //析构实參对象

如今一目了然了吧！

使用回调函数高效 由上面的样例能够看出 构造1次 拷贝构造2次 析构3次  是有代价的

最后回到仿函数和回调函数

差别在于:

1. 使用仿函数能够声明在业务相关的类内部 缩小作用域

2. 使用仿函数能够使用类的成员属性和成员函数

3. 仿函数是一个类 能够使用面向对象的各种机制(封装
   继承 多态)

4. 若使用回调函数 那么仅仅能声明为某个类的静态成员函数或全局函数。使用类内部的资源须要用一些手段传參,没有直接使用成员函数便捷