仿函数（function object,函数对象）
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引子
lambda表达式的本质是什么呢？为探究这个问题，我们将一段写有lambda表达式的代码反编译，可能会发现一些秘密.
首先写段程序：
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//#include... auto flambda = [](int x,int y)->int{return x + y;}; int main() { cout<<flambda(3,2)<<endl; return 0; } |
在调试该代码时我们打开汇编视图，发现如下代码：
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callq 0x100000d80 <$_0::operator()(int, int) const> mov 0x2c4(%rip),%rdi # 0x100001010 mov %eax,%esi |
其中 <$_0::operator()(int, int) const> 即对应原代码中的lambda表达式。这里一串重载了"()"(operator())操作符的代码，即本文将要了解的仿函数。
Note: 此处的 const ，也应证了前文 mutable 可变范围 中提到的，lambda的调用运算符为"const-by-value"的
定义
仿函数(finctor)是一种早期的叫法，在C++11中，标准的叫法为函数对象(function object)。仿函数是一种行为类似函数、具有函数特性的对象。
仿函数是一个对象，而不是函数。仿函数的类通过重载函数操作符"()"(operator())来实现函数调用的特性。
通过下面的例子来简单说明如何使用仿函数
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#include <functional> //#include... class myGreater { public: bool operator()(int x,int y) //重载调用操作函数 {return x>y;} }; int main() { greater<int> gt; //lineA cout<<boolalpha<<gt(4,3)<<endl; //lineB cout<<greater<int>()(3,4)<<endl; //lineC cout<<myGreater()(5,3)<<endl; //lineD return 0; } //OUTPUT: //true //false //true |
这个例子中，lineA声明了一个对象。这是一个函数对象，其类(结构)定义在functional文件中，是STL内置的模板类。该类用于比较两个参数的大小。
lineB则像函数一样直接给该对象传入两个参数。
lineC是另一种写法。greater<int>() 声明了一个临时对象，然后传入参数(3,4)调用该临时对象。这种写法往往比lineB更加简洁。在STL源码里大量使用了这种写法。
lineD则是使用自定义的函数对象。
Note:lineB中使用了boolalpha，是iostream提供的一个操作符，这将使此后的标准输出中，将bool值输出为"true"或"false",而不是1/0。于其相反的操作为noboolalpha.
STL中的仿函数
仿函数是STL六大组件之一。它一般与STL算法配合使用。
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algorithm(first,last,...,functorObj) { ... functorObj(...); //STL内建仿函数或用户自定义仿函数 ... } |
STL内建的仿函数，若以操作数个数据划分，可以分为一元和二元仿函数；若以功能划分，则可分为算术运算(arithmectic)、关系运算(Rational)、逻辑运算(Logical)三大类。
算术类仿函数
- 加法：plus<T>
- 减法：minus<T>
- 乘法：multiplies<T>
- 除法：divides<T>
- 模取：modulus<T>
- 否定：negate<T>
关系运算类仿函数
- 等于：equal_to<T>
- 不等于：not_equal_to<T>
- 大于：greater<T>
- 大等于：greater_equal<T>
- 小于：less<T>
- 小等于：less_equal<T>
逻辑运算类仿函数
- 逻辑运算And：logical_and<T>
- 逻辑运算Or：logical_or<T>
- 逻辑运算Not：logical_not<T>
一般而言，很少有在单纯情况下使用功能极其简单的仿函数的。STL的仿函数主要搭配STL算法。例如对vector<int>元素进行递减排序：
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//vector<int> vc; //vc.push_back(4)...... sort(vc.begin(),vc.end(),greater<int>()); |
区别与优势
逻辑和算法分离
这使得仿函数可以用于不同的场合，算法也可以和不同逻辑的仿函数搭配使用。参见STL的for_each;
有状态
仿函数是一个对象。它是可以带有状态的。这是指针函数无法实现的。
高性能
仿函数的实现可以是内联的。使得编译器知道算法调用了哪些代码。而指针函数是在运行时才能确定指针指向的函数。