c 中仿函式的理解

2023年11月11日 17:47:25

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舉報c++基礎（7）

先考慮乙個簡單的例子：假設有乙個vector，你的任務是統計長度小於5的string的個數，如果使用count_if函式的話，你的**可能長成這樣：

1
bool lengthislessthanfive(const string& str) 
4int res=count_if(vec.begin(), vec.end(), lengthislessthanfive);

其中count_if函式的第三個引數是乙個函式指標，返回乙個bool型別的值。一般的，如果需要將特定的閾值長度也傳入的話，我們可能將函式寫成這樣：

1
bool lenthislessthan(const
string& str, int
len)

這個函式看起來比前面乙個版本更具有一般性，但是他不能滿足count_if函式的引數要求：count_if要求的是unary function（僅帶有乙個引數）作為它的最後乙個引數。所以問題來了，怎麼樣找到以上兩個函式的乙個折中的解決方案呢？

這個問題其實可以歸結於乙個data flow的問題，要設計這樣乙個函式，使其能夠access這個特定的length值，回顧我們已有的知識，有2種解決方案可以考慮：

1、函式的引數；

這種方法我們已經討論過了，多個引數不適用於count_if函式。

2、全域性變數；

我們可以將長度閾值設定成乙個全域性變數，**可能像這樣：

1
int maxlength;
2bool lengthislessthan(const string& str) 
5int res=count_if(vec.begiin(), vec.end(), lengthislessthan);

這段**看似很不錯，實則不符合規範，剛重要的是，它不優雅。原因有以下幾點要考慮：

1、容易出錯；

為什麼這麼說呢，我們必須先初始化maxlength的值，才能繼續接下來的工作，如果我們忘了，則可能無法得到正確答案。此外，變數maxlength和函式lengthislessthan之間是沒有必然聯絡的，編譯器無法確定在呼叫該函式前是否將變數初始化，給碼農平添負擔。

2、沒有可擴充套件性；

如果我們每遇到乙個類似的問題就新建乙個全域性變數，尤其是多人合作寫**時，很容易引起命名空間汙染（namespace polution）的問題；當範圍域內有多個變數時，我們用到的可能不是我們想要的那個。

3、全域性變數的問題；

每當新建乙個全域性變數，即使是為了coding的便利，我們也要知道我們應該盡可能的少使用全域性變數，因為它的cost很高；而且可能暗示你這裡有一些待解決的優化方案。

說了這麼多，還是要回到我們原始的那個問題，有什麼解決方案呢？答案當然就是這篇blog的正題部分：仿函式。

我們的初衷是想設計乙個unary function，使其能做binary function的工作，這看起來並不容易，但是仿函式能解決這個問題。

先來看仿函式的通俗定義：仿函式（functor）又稱為函式物件（function object）是乙個能行使函式功能的類。仿函式的語法幾乎和我們普通的函式呼叫一樣，不過作為仿函式的類，都必須過載operator()運算子，舉個例子：

1
class func
6 };
1 func myfunc;
2 myfunc("helloworld!");
>>>helloworld!

仿函式其實是上述解決方案中的第四種方案：成員變數。成員函式可以很自然的訪問成員變數：

2public:

3 explicit

string& str) : ss(str){} 45

void

operator() (const

string& str) const 89

private:

10 const

string ss;

11 };

1214 myfunc("hello");

>>>hellois world

我相信這個例子能讓你體會到一點點仿函式的作用了；它既能想普通函式一樣傳入給定數量的引數，還能儲存或者處理更多我們需要的有用資訊。

讓我們回到count_if的問題中去，是不是覺得問題變得豁然開朗了？

1 class shorterthan 
4bool
operator() (const
string& str) const 
7private:
8         const
int length;
9 };

1 count_if(myvector.begin(), myvector.end(), shorterthan(length));//直接呼叫即可

這裡需要注意的是，不要糾結於語法問題：shorterthan(length)似乎並沒有呼叫operator()函式？其實它呼叫了，建立了乙個臨時物件。你也可以自己加一些輸出語句看一看。

這篇博文就先記到這裡了，仿函式也在stl中大量涉及到，不徹底弄懂仿函式的問題看到stl原始碼就會一頭包。後續可能再分享一些關於functor的資料和個人學習心得。

**原因：這個用例對仿函式的用處解釋的比較清楚，其實相比用函式指標去處理，仿函式多了很多的靈活性，而且stl中也預先實現了一些仿函式，需要包頭檔案#include

**********=2017.9.18補充**********===

在c++11裡面可以通過lambda表示式解決上述問題:

#include 
#include 
#include 
#include 
using
namespace
std;
int main()
;    int x = 5;
int k=std::count_if(c.begin(), c.end(), [x](int n));
cout
<< k << endl;
return
0;}

比仿函式方便多了:）

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