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【转】C++学习笔记-函数对象

以下内容转自【 http://mingxinglai.com/cn/2012/09/function-object/ 】,有删改。

《C++标准程序库》里对仿函数的解释是:仿函数是泛型编程强大威力和纯粹抽象概念的又一例证。你可以说,任何东西,只要其行为像函数,它就是一个函数。因此如果你定义了一个对象,行为像函数,它就可以被当做函数来用
那么,什么才算具备函数行为呢?所谓函数行为,是指可以”使用小括号传递参数,籍以调用某个东西”。例如:
function(argc1, argc2);
如果你指望对象也可以如此这般,就必须让它们也可以被”调用”——通过小括号的运用和参数的传递。你只需要定义operator(),并给予合适的参数型别:

class X 
{
    public:
    // define 'function call' operator
    return-value operator()(arguments) const;
    ......
};

现在,你可以把这个类别的对象当做函数来调用了:

X fo;
......
// call operator () for function object to
fo(argc1, argc2);

上述调用等价于:

fo.operator() (argc1, argc2); 
总结如下:
函数对象是一个普通对象
重载了operator ()操作符
函数对象一般都比较简单,主要用到operator()操作,其他成员函数和成员变量都是为operator()服务。
 

以下内容转自【 http://www.cnblogs.com/ly4cn/archive/2007/07/21/826885.html 】,有删改。
函数对象实质上是一个实现了operator()–括号操作符–的类。
例如:

class Add
{
public:
  int operator()(int a, int b)
  {
    return a + b;
  }
};

Add add; // 定义函数对象
cout << add(3,2); // 5

函数指针版本就是:

int AddFunc(int a, int b)
{
  return a + b;
}
typedef int (*Add) (int a, int b);

既然函数对象与函数指针在使用方式上没什么区别,那为什么要用函数对象呢?很简单,函数对象可以携带附加数据,而指针就不行了。
下面就举个使用附加数据的例子:

class less
{
public:
    less(int num):n(num){}
    bool operator()(int value)
    {
        return value < n;
    }
private:
    int n;
};

使用的时候:

    less isLess(10);
    cout << isLess(9) << " " << isLess(12); // 输出 1 0

这个例子好象太儿戏了,换一个:
const int SIZE = 5;
int array[SIZE] = { 50, 30, 9, 7, 20};
// 找到小于数组array中小于10的第一个数的位置
int * pa = std::find_if(array, array + SIZE, less(10)); // pa 指向 9 的位置
// 找到小于数组array中小于40的第一个数的位置
int * pb = std::find_if(array, array + SIZE, less(40)); // pb 指向 30 的位置

这里可以看出函数对象的方便了吧?可以把附加数据保存在函数对象中,是函数对象的优势所在。
它的弱势也很明显,它虽然用起来象函数指针,但毕竟不是真正的函数指针。在使用函数指针的场合中,它就无能为力了。例如,你不能将函数对象传给qsort函数!因为它只接受函数指针。

要想让一个函数既能接受函数指针,也能接受函数对象,最方便的方法就是用模板。如:

template<typename FUNC>
int count_n(int* array, int size, FUNC func)
{
    int count = 0;
    for(int i = 0; i < size; ++i)
        if(func(array[i]))
            count ++;
    return count;
}

这个函数可以统计数组中符合条件的数据个数,如:
const int SIZE = 5;
int array[SIZE] = { 50, 30, 9, 7, 20};
cout << count_n(array, SIZE, less(10)); // 2

用函数指针也没有问题:
bool less10(int v)
{
    return v < 10;
}
cout << count_n(array, SIZE, less10); // 2

另外,函数对象还有一个函数指针无法匹敌的用法:可以用来封装类成员函数指针!
因为函数对象可以携带附加数据,而成员函数指针缺少一个类实体(类实例)指针来调用,因此,可以把类实体指针给函数对象保存起来,就可以用于调用对应类实体成员函数了。

template<typename O>
class memfun
{
public:
    memfun(void(O::*f)(const char*), O* o): pFunc(f), pObj(o){}
    void operator()(const char* name)
    {
        (pObj->*pFunc)(name);
    }
private:
    void(O::*pFunc)(const char*);
    O* pObj;
};

class A
{
public:
    void doIt(const char* name)
    { cout << "Hello " << name << "!";}
};


A a;
memfun<A> call(&A::doIt, &a); // 保存 a::doIt指针以便调用
call("Kitty"); // 输出 Hello Kitty!

大功告成了,终于可以方便保存成员函数指针,以备调用了。

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